史前"原始地球"的殘余物或許仍潛藏于我們腳下

麻省理工學院（MIT）科學家發現，地球最早形成階段的“原始地球”物質，可能至今仍保存在地球內部深處。長期以來，科學家一直困惑于為何地球的整體成分與古老隕石中的物質混合并不完全吻合。有一種假說認為，地球在“原始地球”時期（即在月球形成前的早期階段）所吸收的物質，與巨大撞擊后所獲得的物質不盡相同。

為驗證此觀點，MIT團隊聯合多家研究機構，采用熱離子化質譜法，對不同時期、不同深層地球巖石中的鉀-40及其它同位素進行精確測量。研究發現，在地球最早期，地球是一顆熾熱的巖石星球，隨后發生了大碰撞：一個類似火星大小的天體與年輕地球劇烈撞擊。這次撞擊極為強烈，將地球內部徹底熔化，并改變了地球的化學成分。長期以來，科學界普遍認為，這場碰撞已抹去了地球最初的所有痕跡。

然而，MIT的最新研究給出了不同答案。科學家在深層古老巖石中發現了獨特的化學線索，這些巖石的鉀同位素組合與現代地球物質明顯不同。無論是后續的太空撞擊還是當前地質活動，都無法解釋這種失衡，推測該特征極可能是原始地球時期的殘留物，奇跡般逃過了當初毀滅性撞擊的同化與改寫。

MIT的妮可·聶（Nicole Nie）博士表示：“這也許是我們首次直接證實原始地球物質得以保存。我們看到極為古老的地球‘碎片’，甚至早于巨大撞擊，這十分驚人，因為理論上這種最早期的地球特征，應該在漫長進化中漸漸消失。”

2023年，聶博士團隊曾研究來自全球各地的隕石，這些隕石形成于太陽系不同部位，記錄了太陽系化學演變的關鍵。科學家發現，鉀有三種同位素（39、40、41），地球上以39和41為主，40極為稀少；而隕石中的鉀同位素比例卻又不同，這種“鉀異常”暗示其中含有地球形成前的原始物質。

本次研究對地球樣本進行深度分析，包括來自格陵蘭、加拿大和夏威夷等地的太古代基性巖石和現代洋島玄武巖。他們將巖石樣品溶于酸中，提取出鉀元素，并用質譜儀精確測量同位素比例。結果顯示，這些古老巖石的鉀-40含量異常低，比地球其他地區更加稀缺，極少如沙灘黃色顆粒間的褐色砂粒。

團隊還運用模擬，分析了地球自形成到后續撞擊、加熱與混合等演化過程中鉀-40變化趨勢。模型顯示，無論是大撞擊還是后續地質作用，通常都會讓鉀-40含量有輕微提升，而這些古老樣本卻保持異常低水平，被視為地球早期未被改變的稀有殘余。

研究指出，鉀-40含量異常低的巖石，可能確為“原始地球”遺留，并且其化學特征仍然與現有隕石樣本不同。聶博士表示：“科學家一直試圖通過各種不同類型隕石的成分來推測地球的原始化學結構，而我們的研究表明，現有隕石目錄還遠不完整，地球的起源故事仍有許多待發現之處。”

相關論文發表于《自然地球科學》（Nature Geoscience）雜志。