本报西安2月2日电地球早期岩浆洋如何结晶固化？西北工业大学材料学院牛海洋教授团队联合国际团队研究发现，在地球早期深部岩浆洋缓慢冷却的条件下，下地幔主导矿物——布里奇曼石并非以传统假设的微小颗粒结晶，而是有机会长成厘米至米尺度的巨晶，进而聚集成“晶体雨”，可能显著改变岩浆洋凝固方式，驱动地幔早期分层。相关成果于国际期刊《自然》在线发表。

　　研究团队创新采用机器学习与先进分子动力学结合的方法，在超级计算机中模拟深部岩浆洋的高温高压环境下布里奇曼石的结晶过程。结果显示：随着压力升高，布里奇曼石与熔体的界面能显著增大，较高的界面能会显著抑制凝固成核密度，若再配合深部岩浆洋较慢的冷却速率，则可能促使布里奇曼石晶体生长至厘米甚至米级规模。而米级巨晶更可能以类似“晶体雨”的方式向中性浮力层聚集，促进分离结晶与化学分异，从而为“分层凝固”假说提供了可量化的微观物理支撑。