地球早期如何演化一直是地球科学的核心课题。其中，岩浆洋凝固过程如何塑造地球内部结构，是理解地球分化的关键。长期以来，科学界对岩浆洋中矿物的结晶方式认识不足，这制约了对地球早期地幔分层机制的理解。 西北工业大学材料学院牛海洋教授团队针对该问题，创新性地结合机器学习与分子动力学方法，在超级计算机中精确模拟了地球深部岩浆洋的极端高温高压环境。通过计算下地幔主要矿物布里奇曼石的结晶过程，研究人员获得了突破性发现。 传统认识认为，岩浆洋凝固时布里奇曼石应以微小颗粒形式结晶。但研究团队的模拟推翻了这一假设。计算表明，随着压力升高，布里奇曼石与周围熔体的界面能显著增大。这种增加会抑制成核密度，即减少新晶体形核的数量。
追问地球早期岩浆洋如何凝固，看似遥远，却直指地球内部结构与物质循环的起点。从界面能与冷却速率入手，揭示"巨晶—晶体雨—分层分异"的可能路径，提示人们：决定行星命运的关键过程，往往隐藏在微观尺度的物理机制之中。随着更多证据汇聚，此新图景将帮助我们更清晰地理解地球为何成为今天的地球。