科學家發現 45 億年前原始地球的稀有遺跡

科學家最近對地球的起源有了驚人的發現。麻省理工學院的研究人員找到了一些稀有的「原始地球」殘餘物,這顆早期的行星存在於約 45 億年前。據悉,一個巨大的天體曾撞擊這顆原始行星,這一事件被稱為「巨型撞擊」,它使地球的大部分物質融化並混合。過去,人們認為這一事件完全抹去了原始地球的化學成分。然而,最新的研究結果於 10 月 14 日在《自然地球科學》上發表,證實了這一觀點是錯誤的。這是首次直接的化學證據顯示,在形成地球和月球的巨型撞擊中,部分原始行星的物質仍然存活下來。

麻省理工學院地球和行星科學助理教授 Nicole Nie 表示:「這可能是我們保留了原始地球材料的第一個直接證據。我們看到了一片非常古老的地球,甚至是在巨型撞擊之前。這令人驚訝,因為我們預期這種非常早期的特徵會隨著地球的演變而逐漸消失。」這項研究涉及對非常古老和深層的岩石進行分析,樣本取自格林蘭、加拿大及夏威夷的熔岩等地。科學家使用特殊的質量分析儀發現了這些樣本中的一種獨特化學特徵,即鉀同位素的不平衡,特別是鉀-40的缺乏。

這一鉀同位素的比率與當今地球大部分的組成不同。雖然這種差異微小,但可以測量的變化卻確認了其成分與地球大部分材料的不同。地球形成的主流理論認為,原始地球形成約 1 億年後,一個類火星大小的天體撞擊了它。這一災難性的事件使整個行星融化並完全混合,從而重置了其化學組成。人們曾認為原始地球的成分已經完全轉變。研究團隊還進一步進行了行星撞擊和地質混合過程的複雜模擬,發現包括巨型撞擊在內的任何已知事件都不可能產生觀察到的鉀-40缺乏現象。

有趣的是,這些模擬顯示,受到重創和混合的材料將導致一種鉀-40的比例「稍微高一些」,這與當今地球的大多數材料相符。由於這些古老岩石仍顯示出原始的缺乏,這使得結論是原始地球的構建基石以某種方式保持了原始狀態,並深埋於地球的內部。這項研究還揭示了一個新的謎團,這些原始地球岩石的化學特徵與目前地質收藏中的已知隕石並不完全匹配。其他隕石雖然也有鉀異常,但並不完全符合古老岩石中的缺乏情況。這表明,原始地球的材料尚待發現,因此目前的隕石庫存並不完整。

Nie 說:「科學家一直試圖通過結合不同群體隕石的成分來了解地球的原始化學組成。但我們的研究顯示,當前的隕石庫存並不完整,我們對於我們的星球起源還有許多值得探索的內容。」這些發現將幫助行星科學家拼湊出塑造早期地球的原始成分,從而更好地理解地球的形成歷史。


Henderson
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