西北工业大学材料学院牛海洋教授带领凝固技术全国重点实验室，和普林斯顿大学、加州大学洛杉矶分校的科学家们组成国际团队，搞清楚了地球早期岩浆洋凝固的新机制，给我们理解深部地幔的演化提供了关键支持。科学家们一直认为，地球诞生的时候是个熔融的状态，形成了个大岩浆洋。这个熔融的东西怎么冷却下来，然后分异成地核、地幔这些圈层结构，一直是行星科学里的大难题。深部岩浆洋的结晶过程直接决定了地球内部的初始化学和物理性质。这次研究发现，岩浆洋里最重要的矿物布里奇曼石在极端环境下怎么结晶的，科学家们终于给了个答案。 以前受实验条件限制，科学家们很难研究深部岩浆洋中晶体怎么成核、生长还有迁移。这次模拟结果显示，在高压条件下，布里奇曼石和周围熔体之间的界面能增大了。这个变化让晶体成核密度降低了很多。所以在地幔深部缓慢冷却的时候，少数晶核能有足够时间生长，最终可能形成巨大的晶体。 这一发现改变了我们对矿物结晶形态的认知，还影响了整个岩浆洋的演化路径。这些巨大晶体因为质量大，可能以“晶体雨”的方式向下沉降聚集。这种分离过程能加速不同化学组分分异，为解释早期地幔分层凝固提供了微观机制。 此外，巨晶在局部堆积可能改变流变性质和对流活动，形成一个停滞区域。这就解释了为什么有些古老化学信号或异常结构能保存下来。 这项研究体现了计算材料科学和地球科学结合的力量，突破了实验局限。西北工业大学这次合作成功揭示了布里奇曼石形成巨晶可能性及其影响。不仅加深了对地球“童年”的理解，还能推广到火星、金星等类地行星研究中去。 随着研究深入解读地球深部那些古老记忆正被科学家们一步步揭开面纱。