硅酸盐地球早期氧化的氢同位素证据

形成月球的大撞击广泛地熔融并部分汽化了硅酸盐地球，并向地核输送了大量金属。随后岩浆海和上覆大气的演化已由理论模型描述，但关于这一时期可观测的约束一直难以获得。在此，我们报告了对岩浆海和水海洋时期原始大气的计算，并与观测建立了新的联系，以深入了解早期地球上挥发分的行为。随着地球岩浆海的结晶，它将大部分挥发分排气到原始大气中。岩浆海的氧化还原状态既控制着排出挥发分的化学组成，也控制着原始大气中氢气逃逸后所留存水海洋的氢同位素组成。水凝结并被保留，而分子氢不凝结且可以逃逸，这使得大量（约10^2巴）的氢——如果存在的话——在这一时期从地球上流失。由于逃逸的氢总量可与早期海洋中的氢总量相当，相应的氘富集可能很大，其幅度取决于初始的H2总量。相比之下，认为地球水具有碳质球粒陨石来源的普遍观点要求海洋保留该来源的同位素组成，仅通过H2逃逸经历极小的氘富集。这种极小的富集对与早期水海洋接触的原始H2总量设定了上限（pH2<20巴），意味着岩浆海排气的氧化条件，并表明地球地幔为晚期吸积过程中金属的化学再吸收提供了氧化剂。