科學家發現45億年前“原始地球”痕跡 為探索太陽系早期演化提供關鍵線索

【環球網科技綜合報道】10月20日消息，近日，由美國麻省理工學院（MIT）領銜，聯合多家研究機構組成的科研團隊取得重大突破。他們在古老岩石樣本中發現了形成於約45億年前的“原始地球”遺蹟，相關研究成果已於10月14日發表在國際權威期刊《自然地球科學》上。這一發現不僅有望填補人類對早期地球認知的空白，更為揭開太陽系起源與演化的奧秘提供了重要依據。

據瞭解，早期太陽系曾是由氣體與塵埃構成的旋轉盤狀物質。隨着時間推移，這些物質逐漸凝聚形成原始隕石，進而匯聚成“原始地球”及太陽系內其他行星。科研團隊介紹，在“原始地球”形成初期，其表面可能覆蓋着大量熔岩，處於熾熱的岩石星球狀態。而在不到一億年的時間裏，一顆與火星體積相當的天體與“原始地球”發生劇烈碰撞。這場被稱為“巨大撞擊”的事件，徹底改變了地球的內部結構，使其化學成分發生“重置”。

長期以來，科學界普遍認為，“原始地球”的原始物質在這場撞擊及後續地質活動中已完全被改造，難以留存至今。但此次MIT團隊的研究打破了這一認知。研究人員在分析來自格陵蘭、加拿大的古老岩石，以及夏威夷的地幔熔岩沉積物時，發現了一種特殊的化學標誌物——鉀同位素比例異常。

同位素是具有相同質子數但中子數不同的元素變體。自然存在的鉀元素主要有鉀-39、鉀-40和鉀-41三種同位素，其中地球表面物質中鉀-40佔比本就極低。而科研團隊在實驗樣本中觀測到，鉀-40的含量比現代地球物質中的佔比更低，這種微小的“缺失”如同在一桶黃沙中找到一顆棕沙，極具研究價值。團隊通過質譜儀精準測量確認，這種鉀同位素不平衡現象，無法用“巨大撞擊”事件或地球現有地質過程解釋。

為驗證這些物質是否為“原始地球”殘留物，科研團隊開展了一系列模擬實驗。他們結合已知隕石成分數據，模擬了地球地幔加熱、物質混合等地質過程對鉀同位素比例的影響。結果顯示，經過這些過程後，原始物質中鉀-40的比例會出現小幅上升，與此次採集的岩石、熔岩樣本數據高度吻合，且能與現代地球物質的鉀同位素特徵形成合理銜接。這一結果有力證明，帶有鉀-40缺失特徵的樣本，極有可能是“原始地球”留存下來的物質。

值得關注的是，研究還發現這些“原始地球”樣本的鉀同位素特徵，與目前人類已發現的任何隕石均不相同。儘管科研團隊此前在部分隕石中觀測到鉀同位素異常，但與此次發現的鉀-40缺失特徵存在明顯差異。這表明，當年構成“原始地球”的物質來源——相關隕石類型，至今仍未被人類發現。

“長期以來，科學家們試圖通過分析現有隕石的化學成分，還原地球原始的物質構成。但此次研究説明，目前人類掌握的隕石樣本庫並不完整，關於地球起源的探索仍有廣闊空間。”科研團隊成員表示。（純鈞）