4OnlheM3epc tech.huanqiu.comarticle科学家发现45亿年前“原始地球”痕迹 为探索太阳系早期演化提供关键线索/e3pmh164r/e3pmtmdvg【环球网科技综合报道】10月20日消息,近日,由美国麻省理工学院(MIT)领衔,联合多家研究机构组成的科研团队取得重大突破。他们在古老岩石样本中发现了形成于约45亿年前的“原始地球”遗迹,相关研究成果已于10月14日发表在国际权威期刊《自然地球科学》上。这一发现不仅有望填补人类对早期地球认知的空白,更为揭开太阳系起源与演化的奥秘提供了重要依据。据了解,早期太阳系曾是由气体与尘埃构成的旋转盘状物质。随着时间推移,这些物质逐渐凝聚形成原始陨石,进而汇聚成“原始地球”及太阳系内其他行星。科研团队介绍,在“原始地球”形成初期,其表面可能覆盖着大量熔岩,处于炽热的岩石星球状态。而在不到一亿年的时间里,一颗与火星体积相当的天体与“原始地球”发生剧烈碰撞。这场被称为“巨大撞击”的事件,彻底改变了地球的内部结构,使其化学成分发生“重置”。长期以来,科学界普遍认为,“原始地球”的原始物质在这场撞击及后续地质活动中已完全被改造,难以留存至今。但此次MIT团队的研究打破了这一认知。研究人员在分析来自格陵兰、加拿大的古老岩石,以及夏威夷的地幔熔岩沉积物时,发现了一种特殊的化学标志物——钾同位素比例异常。 同位素是具有相同质子数但中子数不同的元素变体。自然存在的钾元素主要有钾-39、钾-40和钾-41三种同位素,其中地球表面物质中钾-40占比本就极低。而科研团队在实验样本中观测到,钾-40的含量比现代地球物质中的占比更低,这种微小的“缺失”如同在一桶黄沙中找到一颗棕沙,极具研究价值。团队通过质谱仪精准测量确认,这种钾同位素不平衡现象,无法用“巨大撞击”事件或地球现有地质过程解释。为验证这些物质是否为“原始地球”残留物,科研团队开展了一系列模拟实验。他们结合已知陨石成分数据,模拟了地球地幔加热、物质混合等地质过程对钾同位素比例的影响。结果显示,经过这些过程后,原始物质中钾-40的比例会出现小幅上升,与此次采集的岩石、熔岩样本数据高度吻合,且能与现代地球物质的钾同位素特征形成合理衔接。这一结果有力证明,带有钾-40缺失特征的样本,极有可能是“原始地球”留存下来的物质。值得关注的是,研究还发现这些“原始地球”样本的钾同位素特征,与目前人类已发现的任何陨石均不相同。尽管科研团队此前在部分陨石中观测到钾同位素异常,但与此次发现的钾-40缺失特征存在明显差异。这表明,当年构成“原始地球”的物质来源——相关陨石类型,至今仍未被人类发现。“长期以来,科学家们试图通过分析现有陨石的化学成分,还原地球原始的物质构成。但此次研究说明,目前人类掌握的陨石样本库并不完整,关于地球起源的探索仍有广阔空间。”科研团队成员表示。(纯钧)1760937786678环球网版权作品,未经书面授权,严禁转载或镜像,违者将被追究法律责任。责编:王楠环球网176093778667811[]{"email":"wangnan@huanqiu.com","name":"王楠"}
【环球网科技综合报道】10月20日消息,近日,由美国麻省理工学院(MIT)领衔,联合多家研究机构组成的科研团队取得重大突破。他们在古老岩石样本中发现了形成于约45亿年前的“原始地球”遗迹,相关研究成果已于10月14日发表在国际权威期刊《自然地球科学》上。这一发现不仅有望填补人类对早期地球认知的空白,更为揭开太阳系起源与演化的奥秘提供了重要依据。据了解,早期太阳系曾是由气体与尘埃构成的旋转盘状物质。随着时间推移,这些物质逐渐凝聚形成原始陨石,进而汇聚成“原始地球”及太阳系内其他行星。科研团队介绍,在“原始地球”形成初期,其表面可能覆盖着大量熔岩,处于炽热的岩石星球状态。而在不到一亿年的时间里,一颗与火星体积相当的天体与“原始地球”发生剧烈碰撞。这场被称为“巨大撞击”的事件,彻底改变了地球的内部结构,使其化学成分发生“重置”。长期以来,科学界普遍认为,“原始地球”的原始物质在这场撞击及后续地质活动中已完全被改造,难以留存至今。但此次MIT团队的研究打破了这一认知。研究人员在分析来自格陵兰、加拿大的古老岩石,以及夏威夷的地幔熔岩沉积物时,发现了一种特殊的化学标志物——钾同位素比例异常。 同位素是具有相同质子数但中子数不同的元素变体。自然存在的钾元素主要有钾-39、钾-40和钾-41三种同位素,其中地球表面物质中钾-40占比本就极低。而科研团队在实验样本中观测到,钾-40的含量比现代地球物质中的占比更低,这种微小的“缺失”如同在一桶黄沙中找到一颗棕沙,极具研究价值。团队通过质谱仪精准测量确认,这种钾同位素不平衡现象,无法用“巨大撞击”事件或地球现有地质过程解释。为验证这些物质是否为“原始地球”残留物,科研团队开展了一系列模拟实验。他们结合已知陨石成分数据,模拟了地球地幔加热、物质混合等地质过程对钾同位素比例的影响。结果显示,经过这些过程后,原始物质中钾-40的比例会出现小幅上升,与此次采集的岩石、熔岩样本数据高度吻合,且能与现代地球物质的钾同位素特征形成合理衔接。这一结果有力证明,带有钾-40缺失特征的样本,极有可能是“原始地球”留存下来的物质。值得关注的是,研究还发现这些“原始地球”样本的钾同位素特征,与目前人类已发现的任何陨石均不相同。尽管科研团队此前在部分陨石中观测到钾同位素异常,但与此次发现的钾-40缺失特征存在明显差异。这表明,当年构成“原始地球”的物质来源——相关陨石类型,至今仍未被人类发现。“长期以来,科学家们试图通过分析现有陨石的化学成分,还原地球原始的物质构成。但此次研究说明,目前人类掌握的陨石样本库并不完整,关于地球起源的探索仍有广阔空间。”科研团队成员表示。(纯钧)