行星體的構(gòu)建物質(zhì)從何而來？地球的原始組成物質(zhì)究竟源自何處？這些行星科學(xué)領(lǐng)域的核心問題長期困擾著學(xué)界。成都理工大學(xué)地球與行星科學(xué)學(xué)院行星科學(xué)國際研究中心的科研團(tuán)隊(duì)，通過一項(xiàng)突破性研究，為破解這些謎題提供了全新視角。相關(guān)成果已發(fā)表于國際權(quán)威期刊《自然·地球科學(xué)》，標(biāo)志著人類對地球演化史的認(rèn)知邁出重要一步。

傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，太陽系內(nèi)不同組群的原始隕石可代表行星構(gòu)建物質(zhì)的化學(xué)成分。然而，現(xiàn)存隕石的化學(xué)成分混合模型始終無法完整解釋地球的物質(zhì)組成。研究團(tuán)隊(duì)另辟蹊徑，選取鉀-40同位素作為關(guān)鍵示蹤指標(biāo)，開發(fā)出高精度鉀同位素異常分析技術(shù)，對全球20個(gè)不同地質(zhì)構(gòu)造區(qū)域的代表性樣品展開系統(tǒng)研究。這些樣品涵蓋洋島火山巖、古老地殼巖石等特殊地質(zhì)體，為追蹤地球物質(zhì)演化提供了關(guān)鍵線索。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，格陵蘭島35億年前的古老巖石與核幔邊界超深地幔柱相關(guān)的洋島火山巖中，均檢測到鉀-40同位素豐度的顯著負(fù)異常。這種異常特征與普通地幔物質(zhì)及隕石成分形成鮮明對比?？蒲袌F(tuán)隊(duì)通過排除質(zhì)量分餾、放射性衰變等干擾因素，最終確認(rèn)這種異常信號(hào)源自內(nèi)太陽系的原始行星構(gòu)建物質(zhì)。這一發(fā)現(xiàn)表明，地球深部至今仍保存著45億年前的"原始物質(zhì)印記"，為研究地球早期演化提供了直接證據(jù)。

研究還深入探討了月球形成大碰撞事件對地球物質(zhì)組成的影響。通過構(gòu)建質(zhì)量平衡模型，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)約45億年前火星大小的天體與原始地球的劇烈碰撞，不僅為地球帶來了近半數(shù)的鉀元素，更輸送了大量揮發(fā)性物質(zhì)。這些物質(zhì)對地球大氣層、水圈的形成具有決定性作用，為生命誕生創(chuàng)造了必要條件。該成果重新評估了月球形成事件在地球宜居性演化中的關(guān)鍵作用，改變了學(xué)界對地球早期環(huán)境的認(rèn)知框架。