
人们普遍认为,地球化学成分在早期经历一次巨大陨石撞击后彻底改变,未留下任何原地球化学痕迹,直到最近,科学家首次发现埋在地球深处的“原始地球材料”证据。
约45亿年前,年轻太阳系形成首批小行星和行星,包括呈现熔融球体、可能冒着熔岩海洋的地球。随后不到1亿年,一颗火星大小的小行星与原地球相撞,除了促使月球形成,还导致原地球地函大规模融化,使地球彻底改头换面,原本充满熔岩的环境转变成如今我们熟悉的面貌。
科学家长期怀疑,无论原始地球由什么原始材料构成,此次剧烈撞击都几乎抹去原地球所有化学痕迹,直到最近麻省理工学院团队新研究表明事实并非如此。
研究人员从超古老岩石发现与当今地球多数材料都不同的化学特征,关键为钾同位素存在微妙不平衡,尤其缺乏钾-40。
钾-39、钾-40、钾-41是钾元素在自然界主要存在的3种同位素,区别为核内中子数不同,但化学性质几乎相同。
团队从格陵兰岛、加拿大阿比提比绿岩带(Abitibi greenstone belt)、夏威夷Kama'ehuakanaloa火山、冒纳罗亚火山、美国纽贝里火山等处收集古老岩石样本,发现其中钾-40含量比预期还少,表明这些岩石形成方式异于我们熟悉的地质过程。
这可能是原地球材料第一个直接证据。尽管当初小行星撞击威力无穷,但它不是完美的搅拌机,一些原始地球化学成分可能奇迹般躲过灾难般混合,至今仍完好无损地埋藏于地球深处某些角落。
该研究初步证实地球内部还包含来自另一个行星、甚至原始地球的残留物,也许未来科学家能直接提取这些原地球样本,研究太阳系诞生初期化学环境与行星形成原始条件,而无需飞往遥远小行星。
新论文发表在《自然地球科学》(Nature Geosciences)期刊。
(首图来源:麻省理工学院)











