2019年对马约特岛海岸的调查产生的海底地形图，显示了新的水下火山Fani Maoré Campagne MAYOBS2。位于马达加斯加海岸附近的一座上升的水下火山正在喷出来自地球历史最初1亿年原始岩浆海的化学物质痕迹。科学家们普遍怀疑，地球的地幔——地壳下厚厚的热岩层——在过去40亿年间一直在缓慢地搅动，逐渐抹去这个星球早期历史的大部分化学痕迹。“这将改变地球科学的许多事情，因为我们现在有证据表明，回溯到45亿年前的材料——来自地球历史的开端——仍以足够的数量存在于火山中，”法国国家科研中心（CNRS）巴黎的凯瑟琳·肖维尔表示。在冥古宙时期，一个与火星大小相当的天体与地球相撞，造成的碎片被认为后来形成了月球。撞击猛烈加热了年轻的行星，导致其被全球的岩浆海覆盖。在接下来的几百万年中，熔融的岩石冷却并结晶，最早的地壳开始在地幔之上形成。一些科学家怀疑，地球地幔中保存了原始结晶的痕迹，但他们缺乏足够的分析精度来证明这一点，肖维尔说。2018年5月，发生在马约特岛前沿的异常地震群使科学家们发现了位于约50公里以东的新火山Fani Maoré。在接下来的三年中，火山喷发导致马约特下方的岩浆大量涌出，岛屿沉降了约20厘米。肖维尔及其同事从Fani Maoré及附近的马约特提取火山岩样本，以比较新火山与较老火山系统的化学成分。他们与剑桥大学的克劳丁·以色列合作，进一步研究，使用刚刚开发的超精确技术测量钕同位素的微小差异。这些同位素保存了地球原始岩浆海在年轻行星冷却时结晶的化学记录，以色列说。研究小组发现，与马约特的熔岩相比，Fani Maoré的熔岩钕-142与钕-144的比例稍高。这一较高的比例可能反映了一个在数十亿年滚动混合中幸存的古老地幔囊，仍相对富含桥曼石——一种被认为是最早从地球原始岩浆海结晶而成的矿物。“找到你一直在寻找的东西，而且没有其他人找到了，这总是令人兴奋的，”肖维尔说。研究结果表明，地球的地幔可能从未像许多地质学家假设的那样彻底混合。这可能有助于科学家重建地球原始岩浆海的固化过程，以色列说。“这是我们第一次通过实验展示地幔是如何从岩浆海中结晶的，以及这种结晶是如何从一开始就创造出化学异质性的，”她说。这些新发现为地球地幔仍然保留极其古老的材料提供了可信的证据，澳大利亚珀斯的科廷大学的蒂姆·约翰逊说。“这似乎是一个令人兴奋的进展，”他说。“要让一种技术像这样的良好运作需要大量的工作，而看起来他们已经成功了，”里昂的CNRS的伯纳德·布尔东说。这项研究为几乎没有直接证据存留的地球历史时期提供了前所未有的洞察力，他补充道。“这有点像发现了一个样本，它可能是地球核心中的某些物质，经过某种方式到达了地表，”布尔东说。对于华盛顿特区的卡内基科学研究所的理查德·卡尔森而言，仅凭精确性就值得关注。“任何有相关测量经验的人都能将其视为一项重大成就，”他说。