古老地幔岩石揭示地球“原始态”的化学印记

美国麻省理工学院（MIT）及其合作者于2025年10月14日发布了一项意义深远的发现，指出地球剧烈的形成过程并非像此前理论所假设的那样彻底毁灭了一切。研究团队详细阐述了他们在古老地幔岩石中检测到的化学特征，这些特征似乎是地球最早形态，即“原始地球”（proto-Earth）的直接遗迹。这一突破性成果为我们了解地球初期的构成提供了一个前所未有的窗口，对长期以来认为行星在形成大灾变中被完全抹去的观点提出了挑战。

该调查小组将分析重点放在了从格陵兰、加拿大和夏威夷等古老地质区域采集的深层岩石样本上。经过严谨的检验，他们分离出了一种独特的化学标记：钾-40同位素的显著亏损。这种同位素失衡与大多数现代地球物质中预期的比例存在显著差异，有力地暗示了这些物质是在地球主要重塑事件发生之前就已经存在的。为了获得这一洞察，研究人员展现了卓越的技术能力，他们将磨成粉末的岩石样本溶解在酸中，并利用高灵敏度的质谱仪精确测量了同位素的比例。

钾-40的稀缺性表明，即使在导致月球形成的巨大撞击事件之后，地球原始构造单元的微小部分仍设法幸存下来，深藏于地幔之中，得到了有效的保护。这一证据直接驳斥了主流模型——即巨大撞击导致“原始地球”完全毁灭的假设。相反，它指向了一个更为精妙的历史：基础元素在宇宙熔炉般的考验中得以幸存。这项发现为完善行星吸积模型和我们太阳系早期的动力学机制提供了至关重要的经验数据。

为地球动荡的青年时期提供进一步背景的是相关的地球物理学研究。科学家们已经确定了位于太平洋和非洲深处，有两个巨大的、高密度的异常区域，被称为大型低速区（LLVPs）。这些区域被推测是忒伊亚（Theia）的残余物，正是这个巨大的天体与早期地球的碰撞被认为是月球的起源。LLVPs会减缓地震波的速度，将新发现的“原始地球”遗迹纳入塑造地球-月球系统的更宏大宇宙碰撞叙事之中。此外，《自然通讯》上发表的一项独立研究证实，地球核心含有约3.8%的碳，这一成分可能对地球最内核层的结晶过程产生了实质性的影响。

总而言之，这些汇聚的线索——包括保存下来的原始地球痕迹、LLVPs以及地核的组成——极大地提升了我们对地球漫长而复杂的演化历程的理解。该研究团队已在规划下一阶段的探索，他们计划对各大洲的火山热点进行采样，以调查隐藏的地幔沉积物，并进一步阐明地球非凡的宇宙起源。这项初步研究中所采用的方法论严谨性，特别是利用先进质谱法来精确识别细微的同位素异常，代表了一项重大成就，它从根本上改变了人们对大规模撞击后行星吸积过程的看法。