深地幔氪揭示地球太阳系外的祖先
新研究揭示地球早期形成奥秘：地幔中的氪同位素揭示行星诞生过程
一项由加州大学戴维斯分校的最新研究，借助来自冰岛和加拉帕戈斯群岛的地质样本，为我们揭示了地球早期形成的神秘面纱。这项研究以生动的艺术家绘图为背景，详细解读了地幔中的氪同位素如何帮助我们理解地球是如何吸收水、碳和其他挥发物，进而形成我们所知的这颗行星的。
研究团队从地球深处测量到的氪同位素数据表明，地球吸收这些基本元素的时间比我们之前认为的要早。这一发现与现有的流行理论相悖，传统的理论认为地球的挥发性元素主要是在地球形成末期，以形成月球的大碰撞为标志才到达地球的。新的数据表明，来自寒冷的外太阳系的星子在地球形成的大碰撞之前数百万年就已经开始轰击地球。
这项研究如同打开了一个时间胶囊，让我们窥见了超过44亿年前的早期地球化学。冰岛和加拉帕戈斯群岛的火山热点喷出的熔岩，为我们提供了来自地幔最深处（靠近地核边界）的泥状岩浆柱的样本。这些样本中的元素和矿物质在月球形成之前就已经存在，几乎没有变化。
研究团队面临的最大挑战是精确测量这些古老气体中的氪同位素。即使是样本中最丰富的氪同位素也只有几亿个原子。通过设计一种新的技术，研究人员成功地在几乎没有空气污染的环境中从岩石样品中浓缩出氪，并将其与氩和氙分离。这一突破性的技术使得测量地幔中的所有氪同位素成为可能，包括最稀有的Kr-78和Kr-80。
这项研究还发现，深地幔中的氪的化学指纹与富含碳的原始陨石非常相似，这些陨石可能来自太阳系的寒冷外部区域。地幔深处的另一种惰性气体——氖来自太阳。这两种结果暗示了地球在早期的历史中至少有两种不同的不稳定来源。
新的研究成果不仅揭示了地球早期大气层的形成过程，还展示了地幔的不同来源是如何影响地球化学组成的。这一发现为我们理解地球的起源和演化提供了宝贵的线索。通过深入研究地幔中的氪同位素，我们有望更深入地了解我们星球的奥秘。相关论文已经发表在《自然》杂志上。中国科学报对此进行了报道。