MITの研究者らは、地球の最古の形態の化学的残渣を、惑星のマントル深くに保存された状態で特定した。この発見は、45億年前の物質を示すカリウム同位体の不均衡を明らかにし、壊滅的な衝突を生き延びたものである。この発見は、地球の形成史に関する仮定に挑戦する。
約45億年前、太陽系はガスと塵の回転する雲から現れ、隕石が形成され、それらがプロトアースという溶融した世界に凝集した。1億年も経たないうちに、火星サイズの天体が巨大衝突でそれに衝突し、内部を溶かし、化学組成を変え、科学者たちはこれにより元の痕跡がすべて消滅したと考えてきた。
MITの地球・惑星科学ポール・M・クックキャリア開発助教授ニコール・ニーをリーダーとするチームはこの見解に挑戦した。10月14日にNature Geoscienceに掲載された彼らの研究は、グリーンランドとカナダの古代岩石サンプル（保存されている最古の岩石の一部）と、ハワイの溶岩堆積物（地殻と核の間の地球で最も厚い層であるマントル由来）を分析した。
研究者らは、カリウム40同位体の欠損を検出し、これは典型的な地球材料とは異なる。「これはおそらく、プロトアースの材料を保存した最初の直接的な証拠です」とニーは述べた。「巨大衝突前の非常に古い地球の一部が見えます。これは驚くべきことです。なぜなら、地球の進化を通じてこの初期のシグネチャが徐々に消去されるはずだからです。」
確認のため、チームはサンプルを酸で溶かし、カリウムを分離し、質量分析計で同位体を測定した。既知の隕石データを使った巨大衝突とその後の隕石衝突のシミュレーションは、この欠損が未改変のプロトアース材料と一致することを示した。このシグネチャは収集されたどの隕石とも正確に一致せず、地球の未発見の構成要素を示唆している。
共同著者には、中国の成都技術大学のDa Wang、ワシントンD.C.のカーネギー科学機構のSteven ShireyとRichard Carlson、スイスのETHチューリッヒのBradley Peters、カリフォルニアのスクリップス海洋研究所のJames Dayが含まれる。この研究はNASAとMITの支援を受けた。
「科学者たちは、異なるグループの隕石の組成を組み合わせることで、地球の元の化学組成を理解しようとしてきました」とニーは指摘した。「しかし、私たちの研究は、現在の隕石在庫が完全ではなく、惑星の起源について学ぶべきことがまだたくさんあることを示しています。」