围绕行星科学中"早期岩浆洋凝固机制"该长期难题，我国科学家取得重要进展。西北工业大学牛海洋教授团队联合普林斯顿大学、加州大学洛杉矶分校研究人员，通过创新计算模型揭示：地球形成初期的高压岩浆洋环境中，下地幔主要矿物布里奇曼石可能以超常规尺度结晶，这将改变人类对行星内部演化的理解。 传统理论认为，地球诞生后约1亿年的岩浆洋阶段，矿物以微米级颗粒形式析出。但此次研究通过机器学习势函数驱动的分子动力学模拟，首次量化测算出布里奇曼石与熔体界面能在高压条件下增加十倍以上。研究团队解释，界面能的陡增会强烈抑制晶核密度，配合深部缓慢的冷却速率，晶体完全可能突破传统尺寸限制，形成厘米级以上的巨晶。 这一机制具有重要科学意义。巨晶将以"晶体雨"形式沉降，相比微晶更容易实现物质分选。数值模拟显示，巨晶聚集过程可推动硅酸盐熔体分层，为解释现代地幔的化学不均一性提供了物理基础。更重要的是，不同尺度晶体的并存可能导致流变性质差异——部分高黏度区域可能保存了45亿年前形成的原始结构，使其得以保留至今。 研究团队指出，该成果对理解地幔底部大型低波速带等异常构造具有启示意义。这些横跨上千公里的神秘结构长期困扰学界，而巨晶模型揭示的"选择性保存"机制，有望成为破解谜题的新途径。一位参与研究的学者比喻说，就像考古学家通过陶片复原文明史，他们现在掌握了重建行星演化史的微观标尺。 该研究建立的跨尺度分析方法已拓展至火星、金星等类地行星研究。随着我国深空探测计划推进，对应的理论将接受更多观测数据的检验。中国科学院地质与地球物理研究所专家评价，这项研究从原子尺度连接行星演化维度，为固体地球科学树立了多学科交叉研究的典范。
地球早期岩浆洋的凝固过程是理解行星演化的关键。西工大团队通过揭示布里奇曼石巨晶的成长机制，不仅深化了我们对地球深部凝固过程的认识，也为理解地球内部长期保存的异常结构提供了新的科学视角。这项研究充分说明了基础科学研究的价值，将继续引导科学家们在探索地球奥秘的道路上前行。