破解地球早期演化密码✿★★！近日✿★★，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研究发现內田沙也加✿★★，在地球早期深部岩浆洋缓慢冷却的条件下✿★★，布里奇曼石并非以传统假设的微小颗粒结晶✿★★，而有机会长成厘米至米尺度的“巨晶”✿★★。这些巨晶一旦形成✿★★，可能显著改变岩浆洋凝固方式✿★★，进而驱动地幔早期分层与化学分异✿★★，为理解地球深部长期保存的异常结构提供了新的物理图景✿★★。

　　该研究聚焦“地球早期岩浆洋如何结晶固化”这一行星科学关键问题✿★★。由西北工业大学K8凯发官方✿★★、普林斯顿大学✿★★、加州大学洛杉矶分校组成的联合研究团队共同完成內田沙也加K8凯发官方✿★★，相关论文1月21日登上《自然》杂志在线发表✿★★。

　　地球形成初期很可能经历过全球性熔融✿★★，由此形成深部高温高压內田沙也加✿★★、强对流的岩浆洋✿★★；其凝固结晶方式被认为为此后数十亿年的地幔化学组成与动力学演化奠定了初始条件✿★★。然而✿★★，在极端环境中✿★★，晶体究竟以何种粒径成核与生长✿★★、是否能够发生有效的分离结晶內田沙也加K8凯发官方✿★★，长期以来缺乏直接约束K8凯发官方✿★★。尤其是下地幔主导矿物布里奇曼石在深部岩浆洋条件下的成核行为K8凯发官方✿★★，受限于实验难度人们一直知之甚少✿★★。

　　研究团队在前期对岩浆洋熔体结构与凝固行为的过程中✿★★，注意到岩浆洋熔体具有显著的结构异质性及独特的凝固行为✿★★。受此现象的启发K8凯发官方✿★★，团队将研究重点聚焦到高温高压条件下布里奇曼石—熔体界面能的系统分析✿★★，随后开展了系统研究✿★★。结果显示✿★★，随着压力升高K8凯发官方✿★★，布里奇曼石与熔体的界面能显著增大✿★★，其数值可达常压硅酸盐—熔体体系的十倍以上內田沙也加✿★★。较高的界面能会显著抑制凝固成核密度✿★★，若再配合深部岩浆洋较慢的冷却速率✿★★，则可能促使布里奇曼石晶体生长至厘米甚至米级规模✿★★。

　　进一步分析指出✿★★，与细小晶体容易被对流夹带✿★★、倾向整体混合凝固不同✿★★，米级巨晶更可能以类似“晶体雨”的方式向中性浮力层聚集✿★★，促进分离结晶与化学分异內田沙也加✿★★，从而为“分层凝固”假说提供了可量化的微观物理支撑✿★★。

　　同时✿★★，该巨晶模型还提示✿★★：若深部形成显著的晶体尺度差异✿★★，可能引发流变性质梯度✿★★，使部分区域黏度更高✿★★、对流更迟缓✿★★，从而有助于早期形成的结构与原始地球化学信号在后续漫长的地幔对流中得以长期保存✿★★。这一认识为解释地幔底部大型低地震波速省✿★★、超低地震波速带等异常构造的潜在起源提供了新思路內田沙也加✿★★。

　　该研究将原子尺度的凝固成核关键参数与行星尺度的演化过程直接关联✿★★，为理解地球及其他类地行星的早期岩浆洋凝固✿★★、内部化学分层与深部结构起源打开了新的研究窗口✿★★。声音科技✿★★。凯发K8国际首页✿★★，k8凯发国际官方入口✿★★。凯发k8国际