科学家发现45亿年前“原始地球”痕迹 为探索太阳系早期演化提供关键线索

来源：环球网

【环球网科技综合报道】10月20日消息，近日，由美国麻省理工学院（MIT）领衔，联合多家研究机构组成的科研团队取得重大突破。他们在古老岩石样本中发现了形成于约45亿年前的“原始地球”遗迹，相关研究成果已于10月14日发表在国际权威期刊《自然地球科学》上。这一发现不仅有望填补人类对早期地球认知的空白，更为揭开太阳系起源与演化的奥秘提供了重要依据。

据了解，早期太阳系曾是由气体与尘埃构成的旋转盘状物质。随着时间推移，这些物质逐渐凝聚形成原始陨石，进而汇聚成“原始地球”及太阳系内其他行星。科研团队介绍，在“原始地球”形成初期，其表面可能覆盖着大量熔岩，处于炽热的岩石星球状态。而在不到一亿年的时间里，一颗与火星体积相当的天体与“原始地球”发生剧烈碰撞。这场被称为“巨大撞击”的事件，彻底改变了地球的内部结构，使其化学成分发生“重置”。

长期以来，科学界普遍认为，“原始地球”的原始物质在这场撞击及后续地质活动中已完全被改造，难以留存至今。但此次MIT团队的研究打破了这一认知。研究人员在分析来自格陵兰、加拿大的古老岩石，以及夏威夷的地幔熔岩沉积物时，发现了一种特殊的化学标志物——钾同位素比例异常。

同位素是具有相同质子数但中子数不同的元素变体。自然存在的钾元素主要有钾-39、钾-40和钾-41三种同位素，其中地球表面物质中钾-40占比本就极低。而科研团队在实验样本中观测到，钾-40的含量比现代地球物质中的占比更低，这种微小的“缺失”如同在一桶黄沙中找到一颗棕沙，极具研究价值。团队通过质谱仪精准测量确认，这种钾同位素不平衡现象，无法用“巨大撞击”事件或地球现有地质过程解释。

为验证这些物质是否为“原始地球”残留物，科研团队开展了一系列模拟实验。他们结合已知陨石成分数据，模拟了地球地幔加热、物质混合等地质过程对钾同位素比例的影响。结果显示，经过这些过程后，原始物质中钾-40的比例会出现小幅上升，与此次采集的岩石、熔岩样本数据高度吻合，且能与现代地球物质的钾同位素特征形成合理衔接。这一结果有力证明，带有钾-40缺失特征的样本，极有可能是“原始地球”留存下来的物质。

值得关注的是，研究还发现这些“原始地球”样本的钾同位素特征，与目前人类已发现的任何陨石均不相同。尽管科研团队此前在部分陨石中观测到钾同位素异常，但与此次发现的钾-40缺失特征存在明显差异。这表明，当年构成“原始地球”的物质来源——相关陨石类型，至今仍未被人类发现。

“长期以来，科学家们试图通过分析现有陨石的化学成分，还原地球原始的物质构成。但此次研究说明，目前人类掌握的陨石样本库并不完整，关于地球起源的探索仍有广阔空间。”科研团队成员表示。（纯钧）