咱们中国的科研团队最近在行星科学领域有了个大突破，给出了早期地球岩浆洋凝固的新机制。这就给理解地幔演化提供了关键线索。这个团队是西北工业大学带头的，还有普林斯顿大学和加州大学洛杉矶分校一起合作。他们通过创新性的计算模拟研究，第一次揭示了早期地球深部岩浆洋可能通过形成巨型晶体实现分层凝固的新机制。这对理解地球内部结构演化史来说真的是个里程碑。西北工业大学材料学院凝固技术全国重点实验室牛海洋教授团队和普林斯顿大学还有加州大学洛杉矶分校的人一起发现了一个很重要的现象。他们发现在高温高压下，布里奇曼石和熔体之间的界面能会急剧增加。这就让布里奇曼石很难和周围的熔体混合在一起。布里奇曼石可是下地幔含量最多的矿物，所以这个发现对理解整个岩浆洋演化非常重要。牛海洋教授和他的团队就把材料科学前沿理论和行星演化研究结合起来，通过机器学习势函数驱动的大规模分子动力学模拟来分析这个界面能。结果显示在深部高压环境下，这个界面能可以达到常压下的十倍以上。这样一来，晶核的形成数量就会受到很大抑制，不过有限的晶核还是有可能持续生长形成大的巨型晶体。“晶体雨”的沉降方式就会给矿物分离带来好处，让不同成分的矿物聚集到一起。这对理解地球内部结构演化来说非常重要。牛海洋教授和他的团队还指出，“晶体雨”沉降还能促进化学分异。巨型晶体因为重量大，不容易被岩浆对流裹挟，就会沉到一定深度聚集起来形成中性浮力层。这个过程就能够解释为什么地幔早期会出现化学分层。他们还通过模拟发现巨型晶体形成后会产生不同的流变性质梯度，导致部分区域黏度增高、对流减弱。这个“保护效应”让早期形成的化学不均一区能够在数十亿年的地幔对流中保存下来。所以巨晶模型还能合理解释地球深部异常结构为什么能长期保存下来。这次研究成果不仅刷新了咱们对地球早期演化的认知，“深部巨晶形成—选择性沉降—长期保存”这个理论框架也为研究类地行星内部结构演化提供了普适性分析工具。咱们中国在行星物质科学领域已经跻身国际前沿了。这次研究成果标志着我国在这个领域取得了很大进展。随着我国深空探测计划的推进，“深部巨晶形成—选择性沉降—长期保存”这个理论还能在月球、火星等天体的演化研究中得到验证和应用。这次研究成果也为揭示太阳系行星形成之谜贡献了中国智慧。