地球的早期非常混乱，以至于很难相信生命会在这里诞生。如今我们居住的这颗美丽的蓝色弹珠，曾经是一片末日般的荒地，表面熔化，大气层严重缺乏氧气。这个星球被称为“原始地球”的炽热早期时代几乎所有的证据早已消失。不过，有一种化学残留物刚刚浮出水面。
一项发表在《自然地球科学》杂志上的新研究揭示了仅存的原始地球碎片：隐藏在地球上一些最古老的保存完好的岩石中的化学特征。
研究人员认为，这些岩石中钾同位素的失衡是地球早期环境未被抹去的遗迹。
撞击原始地球的大型事件
太阳系大约在 46 亿年前形成，气体和尘埃形成了一个旋转的盘，这就是太阳星云。这些原始物质的大部分被吸引到中心，形成了太阳。剩余的气体和尘埃在各个点凝聚，形成了包括地球在内的每个行星。
原始地球不适合生命生存。除了炎热和恶劣的环境，年轻的地球还不断遭受小行星撞击的威胁。在一次决定性的时刻，它被一颗火星大小的陨石（有时称为“忒伊亚”）撞击。这次巨大撞击改变了我们星球的轨迹。
被忒伊亚撞击后，地球的内部熔化并陷入混乱。曾经的原始地球环境已经完全改变，几乎所有物质都被汽化了。地球历史中这个暴力篇章也有一个积极的方面——我们应该感谢这次巨大撞击释放了将成为月球的碎片。
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来自原始地球的化学残留物
地球在这次巨大撞击后经历了艰难时期，但其表面最终冷却并固化。似乎来自原始地球的物质永远消失了。
然而，这项新研究似乎证明事实并非如此。研究人员在检查了格陵兰岛和加拿大的岩石样本以及来自夏威夷地幔的熔岩沉积物时，发现了一种不寻常的钾-40 同位素失衡。
研究人员先前在那些不具有地球当前组成成分的陨石中发现了类似的失衡。因此，古代岩石和熔岩沉积物中相同的失衡表明，它们含有忒伊亚撞击前来自原始地球的物质。
“这也许是我们首次保存了原始地球物质的直接证据，”论文作者、麻省理工学院地球与行星科学教授 Nicole Nie 在一份声明中说。“我们看到了非常古老的地球的一块碎片，甚至在巨大撞击之前。这很了不起，因为我们预计这种非常早期的特征会在地球演化过程中逐渐被抹去。”
模拟陨石
在测试了岩石和熔岩样本后，研究人员注意到钾-40 同位素存在特定的缺陷，这一特征使这些物质在地球上发现的所有其他物质中脱颖而出。
如果原始地球确实是由缺乏钾-40 的物质组成的，那么这些物质在经历小行星撞击（包括这次巨大撞击）时会发生化学变化。基于这一假设，研究人员利用了所有已知陨石的数据，并测试了早期地球上陨石撞击的模拟。模拟得出的成分与地球现代大部分物质的成分一致。
这进一步证实了古代岩石和熔岩样本在周围环境在巨大撞击后发生变化的同时，以某种方式保留了原始地球的遗迹。
然而，没有任何陨石显示出与这些原始地球样本完全相同的钾同位素缺陷。因此，更多指向原始地球的线索可能仍然存在。
“科学家们一直试图通过结合不同类别的陨石成分来理解地球的原始化学成分，”Nie 说。“但我们的研究表明，目前的陨石库存并不完整，关于我们星球的起源还有很多需要了解的地方。”
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文章来源
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- 《自然地球科学》。地球地幔撞击前遗存组分的钾-40 同位素证据
- NASA。模拟显示，撞击可能在几个小时内形成了月球
