咱们中国的科研团队最近有个重大发现，说的是地球一开始的时候，岩浆洋是怎么凝固的。这事对于研究地球的内部演化特别关键。大家都知道，地球刚形成的时候，肯定是个特别热、岩浆到处流的样子。西北工业大学材料学院的牛海洋教授，带着他的团队，还有美国普林斯顿大学、加州大学洛杉矶分校的科学家一起搞了个大合作。他们的成果发表在国际顶级期刊《自然》上。 地球形成初期估计是个全球都融化的状态，形成了一个特别深、特别热的岩浆洋。这个岩浆洋凝固结晶的过程，给地球以后几亿年的地幔设定了基础。但是在这么极端的环境下，晶体到底是怎么形成和长大的？这很难实验模拟出来，之前一直没弄明白。尤其是下地幔主要成分“布里奇曼石”在这种环境下是怎么结晶的，以前基本都是空白。 牛教授的团队之前就研究过岩浆洋熔体的结构和凝固行为，这次他们发现岩浆洋熔体的结构特别不一样。他们就把目光放在了“布里奇曼石”和周围熔体的“界面能”上。界面能能控制晶体成核密度和生长形态。 要模拟这么极端的环境很难，所以他们就用了计算模拟的办法。用机器学习和分子动力学模拟，还有结构因子驱动的方法，终于在计算中把深部岩浆洋的真实环境下的界面特性给搞明白了。 结果发现一个让人意外的现象：压力越大，“布里奇曼石”和熔体的界面能越大，能到平常十倍以上。这样的界面能特别抑制晶体成核的密度，让成核点少很多。 结合早期地球冷却慢的情况，少数晶核就能长时间生长成厘米甚至米级别的“巨晶”。这就打破了以前认为都是小颗粒的说法。 巨晶能像下雨一样沉降到特定层聚积起来，促进物质分离。这就支持了地幔分层凝固的假说。还有这种机制可能让不同区域的流变性质差很多，形成稳定区保存原始信号。 这研究把微观机制和宏观现象连在一起了，刷新了我们对地球最初凝固的认识。也给其他类地行星研究提供了新窗口。这说明中国在这方面取得了重要突破。