古老地函岩石揭示地球原始狀態的化學指紋

麻省理工學院（MIT）的研究人員及其合作夥伴，在2025年10月14日揭示了一項重大的發現，這項發現顛覆了先前關於地球劇烈形成過程的絕對理論。他們在古老的地函岩石中找到了化學印記，這些印記似乎是地球最初形態，即「原地球」（proto-Earth）的直接遺物。此一突破為我們了解地球的原始組成打開了一扇前所未有的窗口，挑戰了長期以來認為地球在形成大災變中其初始狀態被完全摧毀的假設。

研究團隊對從格陵蘭、加拿大和夏威夷等古老地質區域採集到的深層標本進行了詳盡的分析。他們精確地分離出一個獨特的化學指標：鉀-40同位素顯著的不足。這種同位素比例失衡與大多數當代地球物質中預期的比例有明顯差異，強烈暗示這些物質包含著早於地球主要重塑事件的成分。為了達成這項洞察，研究人員展現了卓越的技術能力，包括將岩石粉末溶解於酸中，並使用高靈敏度的質譜儀測量同位素比率。

鉀-40的稀缺性表明，即使在導致月球形成的巨大撞擊事件之後，地球原始構造塊的微小部分仍設法存活下來，並被深埋在地函中受到保護。這項證據直接駁斥了主流模型——即原地球在巨大撞擊中被完全摧毀的論點。相反地，它指向一個更為微妙的歷史：基礎元素在宇宙熔爐中倖存了下來。這項發現提供了關鍵的實證數據，可用於完善行星吸積模型以及我們太陽系早期動態的理論。

關於地球動盪的早期歷史，相關的地球物理研究提供了進一步的佐證。科學家們已在太平洋和非洲深處識別出兩個巨大、高密度的異常區域，稱為「大型低速區」（LLVPs）。這些區域被推測為忒伊亞（Theia）的殘餘物，據信忒伊亞與早期地球的碰撞造就了月球。LLVPs會減緩地震波的速度，將這次原地球的發現置於塑造地月系統的更大規模宇宙碰撞敘事之中。此外，發表在《自然通訊》（Nature Communications）上的一項獨立研究證實，地核中含有約3.8%的碳，這個成分可能對地球最內層的結晶過程產生了實質性的影響。

總體而言，這些匯聚的探究線索——包括保存下來的原地球痕跡、LLVPs的存在，以及地核的組成——極大地提升了我們對地球漫長而複雜演化過程的理解。研究團隊已經規劃了下一階段的探索，他們計劃採集各大洲火山熱點的樣本，以調查隱藏的地函沉積物，並闡明地球非凡的宇宙起源。這項初始研究中採用的嚴謹方法，特別是利用先進質譜儀精確定位微小同位素異常的技術，代表了一項重大的成就，從根本上改變了人們對大規模撞擊後行星吸積過程的看法。