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对于人类生命和适宜的地球大气气候,碳是一个至关重要的元素。地球上大于90%的碳储存在地球深部,强烈地影响深部地幔的组成、结构和氧逸度。由于碳存在多种价态（-4到＋4）,因而在自然界中可以与多种元素结合,这使得碳在地质过程中表现很活泼。同时在地球初始的增生过程和后期的分异过程中碳的行为复杂,这使得我们对地球深部碳的丰度和动力学行为了解甚少。碳同位素可以很好地记录和示踪地球表层和深部的碳循环过程。