咱们国家搞科研的团队又有新突破了，把地球刚形成时的关键秘密给破解了。一亿年前地球刚诞生那会儿，整个星球都被岩浆给包裹着，那深度足足有好几千公里。后来怎么慢慢冷却成现在这样分层的结构，一直是个大谜题。这个过程不光决定了地幔的化学成分，还直接影响了以后几十亿年里地幔怎么动、板块怎么变，甚至连地球磁场是怎么来的也都得靠它。特别是下地幔里的一种叫布里奇曼石的矿物，在压力大到一百多万大气压、温度几千度的那种极端环境下是怎么结晶的，以前几乎没人知道。 西北工业大学的牛海洋教授带着一帮人，觉得光靠实验肯定搞不定这么极端的情况，就把普林斯顿大学和加州大学洛杉矶分校的人也给拉进来一起搞计算模拟。他们用的那些方法特别高端，“机器学习势函数驱动的大规模分子动力学模拟”和“结构因子驱动的增强采样方法”，能在原子级别看清高温高压下原子的运动。算出了一个关键的数值——界面能，这东西决定了晶体是怎么长起来的。 系统地算了一遍发现：压力越大，布里奇曼石跟岩浆之间的界面能就越大，能比常温下的硅酸盐高十倍以上。界面能高意味着形成新晶体的核会变得很少。早期地球冷却得慢，虽然核少但能给每个核长得时间就多。照这么算下来，布里奇曼石完全能长到厘米甚至米级的大个头，变成“巨晶”，而不是大家以前以为的只有微米那么细。 这就对理解早期地幔怎么演化有大帮助了。大块头的巨晶因为太重不容易被对流带着跑，可能会像下雨一样沉到底部去。这样就把好的晶体分离出来了，导致岩浆的成分发生变化。还能解释为什么现在地震仪显示的地幔深处有那么大块儿不一样的地方。这个研究把原子尺度的物理参数跟行星尺度的演化过程给连起来了。 这事儿的意义不光在地球本身。咱们去研究火星、金星或者别的太阳系外的类地行星时，也能用这个道理来分析它们的早期历史和内部结构。以后结合更多天文和地质的证据，说不定能画出一幅完整的行星诞生图。西北工业大学这一研究就像给46亿年前的地球内部打了一束光一样，让我们知道从一团混沌变成今天的样子到底是怎么回事。