2008年12月3
的研究人员INSU-CNRS他与法国国家科学研究中心(CNRS)研究单位的化学家合作，解释说，地球上地幔的高导电性是由于熔融的碳酸盐岩。他们证明这种形式的碳具有很高的导电性。在11月28日的《科学》杂志上，他们的工作揭示了上地幔内部的高碳含量。欧洲杯线上买球这种成分与80%的火山产生的二氧化碳量直接相关。
这一结果对于量化碳循环非常重要，因为碳循环是温室效应的重要组成部分。长期以来，地质学家一直声称，数千年来，大量的碳一直存在于地幔中。到目前为止，这一假说几乎没有直接的证据，而且来自地幔表面的样本只含有非常少量的碳。此外，在过去的30年里，科学家们一直无法解释地幔的导电性，在70至350公里深处，自然电流穿过了地幔，尽管橄榄石，上地幔的主要矿物成分之一，是完全隔离的。
为了解释这些现象，来自地球科学研究所'Orléans (ISTO, CNRS / Université de Tours /欧洲杯线上买球 Université d'Orléans)的研究人员研究了液态碳酸盐岩，这是地幔中最稳定的碳形式之一，坦桑尼亚的马萨伊火山是世界上唯一可以观察到碳酸盐的地方。在其他地方，碳酸盐岩溶解在玄武岩中(2)，并以气体形式(CO2)排放到大气中。基于CNRS的CEMHTI(3)实验室测量，研究人员确定了熔融碳酸盐的高导电性。
它们的电导率是玄武岩的1000倍，玄武岩以前被认为是地幔中唯一的潜在导体。法布里斯·盖拉德(4)和他的团队已经证明，地幔的导电性是在大块固体岩石之间存在少量熔融的碳酸盐岩的结果。这项工作表明，软流圈(上地幔的导电部分)的电性特征与该层中碳酸盐的含量直接相关。
这项工作还指出，根据地幔的区域和深度，碳的分布也有所不同。研究人员计算出，软流圈中直接以液态碳酸盐形式存在的碳含量在0.003到0.025%之间，这似乎很低，但却有可能解释80%的火山向大气中排放的二氧化碳量。尽管如此，这仍然代表着一个碳的储层，它整合到地幔中，比地球表面的碳储量要高。
这些结果在帮助量化碳循环方面是无与伦比的，而碳循环在温室效应中起着重要作用。事实上，火山活动排放的二氧化碳从未在源头(在地幔水平)进行过评估。软流圈中熔岩碳酸盐岩的存在，无疑对这一地幔区域的粘性有重大影响，这一区域参与了构造板块的滑动，这是一种我们知之甚少的现象。
液体碳酸盐在固体中的行为和对粘度的潜在影响仍有待研究。所有的一切似乎都表明，软流圈只包含氧化形式的碳(碳酸盐)，而不包含还原的固体形式的碳(钻石)。钻石的形成仍然是个谜，但研究人员猜测钻石是由软流圈下方岩石圈底部的液态碳酸盐岩形成的。Enfin，该团队对液体碳酸盐岩的电测量是清洁能源生产领域的兴趣所在，因为它们可以用作高温电池(如高温电池)的电解质。碳酸锂)。
这项工作是由Fabrice Gaillard领导的一个青年研究人员ANR项目资助的。他希望通过另一个ANR项目继续液体电解质的研究，从而澄清这些新的假设。