行星体的构建物质从何而来?地球的原始组成物质究竟源自何处?这些行星科学领域的核心问题长期困扰着学界。成都理工大学地球与行星科学学院行星科学国际研究中心的科研团队,通过一项突破性研究,为破解这些谜题提供了全新视角。相关成果已发表于国际权威期刊《自然·地球科学》,标志着人类对地球演化史的认知迈出重要一步。
传统观点认为,太阳系内不同组群的原始陨石可代表行星构建物质的化学成分。然而,现存陨石的化学成分混合模型始终无法完整解释地球的物质组成。研究团队另辟蹊径,选取钾-40同位素作为关键示踪指标,开发出高精度钾同位素异常分析技术,对全球20个不同地质构造区域的代表性样品展开系统研究。这些样品涵盖洋岛火山岩、古老地壳岩石等特殊地质体,为追踪地球物质演化提供了关键线索。
实验数据显示,格陵兰岛35亿年前的古老岩石与核幔边界超深地幔柱相关的洋岛火山岩中,均检测到钾-40同位素丰度的显著负异常。这种异常特征与普通地幔物质及陨石成分形成鲜明对比。科研团队通过排除质量分馏、放射性衰变等干扰因素,最终确认这种异常信号源自内太阳系的原始行星构建物质。这一发现表明,地球深部至今仍保存着45亿年前的"原始物质印记",为研究地球早期演化提供了直接证据。
研究还深入探讨了月球形成大碰撞事件对地球物质组成的影响。通过构建质量平衡模型,团队发现约45亿年前火星大小的天体与原始地球的剧烈碰撞,不仅为地球带来了近半数的钾元素,更输送了大量挥发性物质。这些物质对地球大气层、水圈的形成具有决定性作用,为生命诞生创造了必要条件。该成果重新评估了月球形成事件在地球宜居性演化中的关键作用,改变了学界对地球早期环境的认知框架。






















