长期以来，行星科学领域面临的核心难题是：地球形成初期的全球性熔融岩浆洋，究竟通过何种物理机制完成凝固演化？西北工业大学牛海洋教授团队通过历时五年的联合攻关，在这个前沿领域取得重大理论突破。 研究团队突破传统实验方法的局限，创新性地采用机器学习势函数结合增强采样分子动力学技术，首次实现对下地幔主导矿物布里奇曼石在极端高温高压条件下的精确模拟。计算数据显示，当压力升至地核-地幔边界水平时，矿物与熔体的界面能达到常压硅酸盐体系的10倍以上，这种剧变直接抑制了晶核形成密度，使得在岩浆洋缓慢冷却条件下，晶体能够持续生长为厘米级甚至米级巨晶。 这一发现从根本上改变了学界认知。传统理论认为岩浆洋通过微米级晶体均匀凝固，而新研究揭示的"巨晶生长"机制，能够合理解释地幔化学分异现象：大尺寸晶体以"晶体雨"形式沉降，在特定深度形成中性浮力层，导致不同化学成分发生层状分离。更不容忽视的是，巨晶堆积形成的流变性质差异，为解释地幔底部持续存在的LLSVP（大型低剪切波速省）等异常结构提供了物理基础。 该研究的突破性价值体现在三个维度：首先建立了原子尺度界面参数与行星演化过程的直接关联；其次开发的高压模拟方法为后续研究提供新范式；最重要的是，提出的"分层凝固"模型为理解类地行星早期演化开辟了新路径。研究团队表示，下一步将针对月球、火星等星体的岩浆洋凝固展开比较研究，以验证理论的普适性。 从学科发展角度看，这项成果标志着我国在行星物质科学领域实现从跟跑到领跑的跨越。中国科学院地质与地球物理研究所专家评价称，该研究"解决了困扰学界半个世纪的凝固机制争议"，其揭示的高压晶体生长规律，对理解地球内部物质循环和矿产资源形成同样具有启示意义。
这项研究将早期地球"如何冷却凝固"与"为何留下深部异常结构"两个问题联系起来；它表明：地球深处的某些长期特征，可能源自其最初的凝固过程。随着更多实验与观测数据的支持，这个"巨晶"模型有望成为理解地球深部结构与类地行星演化的关键环节。