作为生命起源、生物圈形成与演化必不可少的元素之一，地球上的碳究竟从何而来？《自然·地球科学》杂志近日发表一项中美科学家的联合研究成果，为这一科学界长期争论不休的问题提供了新的答案：地球上几乎所有生命所需的碳均来自45亿年前地球与一颗类似水星的行星幼体之间的一次大碰撞。论文第一作者、中科院广州地球化学研究所研究员李元告诉科技日报记者，碳质球粒陨石含有一定量的碳，也被普遍认为是地球最主要的组成物质。
但碳是一种高挥发性元素，在45亿年前地球高温高压增生过程中，大量的碳逃逸到太空中；另一方面，碳也是一种高度亲铁元素，极易与铁形成铁碳合金，因此，当时未能逃逸的碳极有可能大部分进入了地球的金属核中。为解答这一关键科学问题，李元与美国莱斯大学地球科学学院的科学家一起，通过高温高压实验研究碳在类地行星（火星、地球等）核幔分异过程中的地球化学行为。
研究结果表明，如果类地行星的金属核富集硅，那么碳将从金属核中被“驱逐”出去，形成一个富碳的行星硅酸岩幔。这和今天所观测到的水星表层以及水星壳富集石墨的情况相一致。因此，李元等人提出，在地球增生的晚期，如果一个质量为地球10％—40％的类似水星的星体撞击45亿年前的原始地球，将造成大量的碳加入地球，从而圆满地解释了地球硅酸岩地幔以及浅层地表中碳的来源。