印度洋一座海底火山将地球原始岩浆海洋的物质带到了地表，这些熔岩在超过44.6亿年前结晶，发生在地球形成后的最初1亿年内。这项7月1日发表在《自然》杂志上的发现，首次直接证明了岩浆海洋的残余物幸存于地幔中，未被超过40亿年的对流作用所破坏。
这座火山名为法尼·马奥雷，位于科摩罗群岛马约特岛以东约50公里处。它于2018年5月开始喷发，持续了大约三年，产生的熔岩量巨大，导致马约特岛下沉了约20厘米。
这一发现的关键在于钕同位素。由剑桥大学和巴黎地球物理研究所的克洛迪娜·伊斯雷尔以及法国国家科学研究中心和巴黎地球物理研究所的凯瑟琳·肖韦尔领导的团队，以前所未有的精度测量了法尼·马奥雷13个熔岩样本中钕-142与钕-144的比值，在两年内实现了百万分之3.1的再现性。
钕-142由钐-146衰变产生，钐-146的半衰期仅为1.03亿年。这意味着该同位素系统在太阳系形成后约5亿年就停止了新钕-142的生成。因此，今天任何钕-142的正异常都必定是在地球历史的最初1亿年内被锁定在一个储库中，并从此保存至今。
法尼·马奥雷的熔岩显示出平均+百万分之3.2的钕-142过剩，统计显著性为P = 9 x 10^{-6}。肖韦尔说：”这将改变地球科学中的许多事情，因为现在我们有了证据，证明可追溯到45亿年前，从地球历史的最初开端，的物质仍然以足够数量存在，可以在火山中被采样。”
两个模型，一个胜者
研究团队测试了两种解释异常现象的方案。第一种方案，信号来自浅层地幔中提取的古老地壳，要求地幔柱源的28%至90%是冥古宙物质，这个体积大得令人难以置信，不可能在45亿年的地幔混合中幸存。
第二种模型（目前被看好）将异常归因于岩浆海洋本身的结晶。当年轻的地球被一个火星大小的天体（形成月球的撞击）撞击时，整个行星融化为一个延伸到核幔边界的全球岩浆海洋。随着这个海洋冷却，一种名为布里奇曼石（钙钛矿结构的MgSiO3）的矿物首先结晶，沉入深部地幔，并携带了独特的化学特征。
在53至97吉帕和3200至3700开尔文（与深部岩浆海洋条件相匹配）的激光加热金刚石压砧中进行的新高压实验表明，布里奇曼石强烈偏好钐而非钕。结果：早期布里奇曼石晶体的钐钕比高达0.38，几乎是整体硅酸盐地球的两倍。随着时间的推移，这些过量的钐衰变为钕-142，产生了今天观测到的异常。
与数据最吻合的混合模型只需要法尼·马奥雷地幔源中含有9%至11%的冥古宙布里奇曼石，以及大约0.4%的再循环沉积物质。这个微小但可检测的比例与地球动力学模型一致，这些模型表明早期形成的固体可以在数十亿年的地幔对流中幸存。
法国国家科学研究中心的贝尔纳·布尔东（未参与该研究）说：”这有点像发现了一个地球核心的样本，不知何故一路到达了地表。”
卡内基科学研究所的理查德·卡尔森称这些同位素测量是”一项重大成就”。
这意味着什么
这一发现验证了一个长期存在的理论预测：岩浆海洋的结晶产物并没有完全混回地幔，而是作为孤立的化学区域被保存下来。它还证明，地球的下地幔，行星最大的层，仍然含有其最早历史的遗迹，可以通过合适的火山系统在地表获取。
形成月球的撞击（也创造了岩浆海洋）发生在大约45亿年前，大约在地球初始增生后的5000万至7000万年。以随后地狱般环境命名的冥古宙持续到已知最古老的完整岩石形成时，约40.3亿年前。法尼·马奥雷的岩石甚至比在澳大利亚杰克山发现的古老锆石还要古老。
布尔东谈到该团队的分析成就时说：”让这项技术发挥作用付出了巨大的努力。”
对于地球化学家来说，这一结果开启了通往地球历史最早篇章的新窗口，一个用岩浆书写、保存了数十亿年、等待合适的火山将其带回地面的篇章。
来源
- Israel C， Chauvel C， Inglis E， et al. “Hadean bridgmanite in the source of a present-day ocean island.” Nature (2026). DOI: 10.1038/s41586-026-10719-w
- “A volcano has erupted remnants of Earth’s primordial magma ocean.” New Scientist， 2026年7月3日. https://www.newscientist.com/article/2532929-a-volcano-has-erupted-remnants-of-earths-primordial-magma-ocean/
婷 翻译