一项关于地球深部物质研究的突破性成果近日引发科学界广泛关注。由中国成都理工大学行星科学国际研究中心牵头，联合美国华盛顿卡内基研究所、麻省理工学院等机构组成的国际团队，在《自然·地球科学》期刊发表研究论文，首次在地球深部地幔物质中发现大撞击事件前的原始地球化学特征，为太阳系早期演化研究提供了全新视角。
传统理论认为，约45亿年前形成的原始地球表面覆盖着翻滚的岩浆海洋，高温环境导致水、碳、氮等挥发性物质难以留存。在地球形成后约1亿年，一颗火星大小的天体与地球发生剧烈碰撞，这次撞击不仅形成了月球，更将地球内部物质完全熔融混合，使得原始地球的化学组成被彻底重置。然而新研究通过分析全球20余个地区的特殊岩石样本，发现了颠覆性证据。
研究团队对格陵兰、加拿大、南非等地的古老岩石，以及夏威夷海底火山和留尼汪岛火山岩进行高精度检测时发现，这些样本的钾-40同位素存在系统性轻微缺失现象。这种特征与已知的地球地幔物质及各类陨石成分均不匹配，却与理论推测的原始地球化学特征高度吻合。这意味着地球深部可能存在未被45亿年地质活动改造的原始物质保存区。
数值模拟进一步还原了撞击事件的化学印记：原始地球与现今内太阳系类地行星类似，极度缺乏挥发性元素；而与富集挥发性物质的天体碰撞后，地球获得了近半数的挥发性元素，这为形成宜居环境奠定了化学基础。该团队在2023年的相关研究中还发现，原始陨石样本存在系统性钾同位素梯度分布——距离太阳越近的陨石，钾-40含量越低且与地球值越接近，这支持了"地球挥发性物质主要源自内太阳系"的新假说。
这项发现虽然解答了部分科学疑问，却也带来了更多待解之谜：原始地球物质如何在剧烈撞击中幸存？如何躲过数十亿年的地幔对流混合？研究人员计划通过拓展其他元素同位素体系的研究进行交叉验证，同时需要建立更精确的撞击模型，探究特定撞击角度和能量条件下原始地幔物质的保存机制。
作为地球内部"记忆载体"的钾同位素研究，正在打开行星科学的新窗口。这项技术不仅有助于追溯地球生命赖以生存的宜居条件形成过程，更为理解类地行星的起源与演化提供了全新工具。随着研究深入，科学家有望通过这把"化学钥匙"，重构太阳系早期行星系统的演化图景。
