中国西北工业大学、美国普林斯顿大学和加州大学洛杉矶分校合作，对早期地球岩浆洋结晶机制进行了研究。这个研究在地球科学领域取得了重要进展，为理解地球内部演化提供了新的视角。研究团队使用尖端计算模拟，成功揭示了早期地球全球熔融岩浆洋结晶固化的新机制。西北工业大学材料学院的牛海洋教授团队致力于了解岩浆洋中布里奇曼石晶体的形成。布里奇曼石是下地幔主要矿物，其成核行为在极端条件下还没有明确的认识。研究团队利用机器学习势函数驱动的大规模分子动力学模拟和结构因子驱动的增强采样方法，首次计算出深部岩浆洋温压条件下布里奇曼石与熔体之间的界面能。模拟结果表明，随着压力急剧升高，布里奇曼石-熔体界面能显著增大。这导致晶核密度降低，使得晶体生长成为可能形成厘米级甚至米级的巨型晶体。这种巨型晶体形成后可能以“晶体雨”的方式沉降，促进不同化学成分分离。 西北工业大学材料学院凝固技术全国重点实验室通过这个研究提出了一个新的巨晶模型，解释了早期地幔化学分层的现象。巨晶聚集形成的区域可能与非聚集区产生差异的流变性质，形成力学屏障。这为解释大型低地震波速带（LLSVPs）和超低地震波速带（ULVZs）等现象提供了新线索。这项研究成功将微观参数与宏观演化直接关联，标志着我国在地球与行星早期演化领域取得突破性进展。 这种新模型不仅刷新了人们对类地行星早期凝固过程的认知框架，还为解读其他岩质行星深部结构提供了新理论基础和研究范式。这一突破性进展展示了我国在交叉学科领域持续创新和国际影响力的强大实力。