中新社西安1月24日电 (阿丽娜)西北科技大学记者24日获悉，材料科学系牛海洋教授和该校凝固技术国家重点实验室团队发现，在早期地球深层岩浆海洋缓慢冷却的条件下，桥锰石并没有像传统认为的那样结晶成小颗粒，而是有机会长大成大尺寸的“巨晶体”。从厘米到米。这些巨型晶体的形成可以显着改变岩浆海洋的凝固方式，从而促进地幔的早期分层和化学分异，并为了解地球深处异常结构的长期保存提供新的物理图景。
早期地球岩浆海洋和地幔层凝固示意图。西北工业大学供图技术
该研究重点关注行星科学中的一个重要问题：地球早期岩浆海洋如何结晶和凝固。它是由西北理工学院、普林斯顿大学和加州大学洛杉矶分校组成的联合研究小组完成的。相关成果在线发表在《自然》杂志上。
据报道，地球在形成初期可能经历过全球性融化，形成了高温、高压、强对流的深层岩浆海洋。他们的凝固和结晶方法被认为为地幔数十亿年来的化学成分和动态演化奠定了初始条件。然而，在极端环境下，长期以来缺乏对晶体成核和生长的粒径以及是否发生有效分离和结晶的直接限制。特别是，成核行为桥锰矿是一种重要的下地幔矿物，由于实验困难，深部岩浆海洋条件下的桥锰矿尚未得到很好的了解。
在前期对熔融岩浆海结构和凝固行为的研究中，研究团队发现熔融岩浆海具有显着的结构非均质性和独特的凝固行为。受这一现象的启发，该团队将研究重点放在高温高压条件下桥锰矿与熔融界面能量的系统分析上。幂函数驱动的大规模分子动力学模拟结合强大的机器学习技术，首次通过计算模拟，结合集成采样方法等先进分子动力学技术，对深部岩浆海洋高温高压环境下的桥石与熔融界面的能量进行了系统研究。
结果表明随着压力的增加，桥石与熔体之间的界面能显着增大，其值可达常压下硅酸盐-熔体体系的10倍以上。较高的界面能显着抑制凝固成核密度。结合深部岩浆海洋缓慢的冷却速度，桥锰石晶体的生长可以促进到厘米甚至米的尺度。
凝固和层状凝固演化过程示意图。西北理工学院供图
此外，与微晶容易陷入对流、易于整体混合凝固不同，米级巨晶体往往以“晶体簇射”的形式聚集在中性浮力层中，促进分离、结晶和化学分化，为“分层凝固”假说提供了定量的微物理支持。与此同时，巨晶l模型还表明，如果在深处形成晶体尺寸的巨大差异，它们可能会导致流变性质的梯度，增加某些区域的粘度并减慢对流，从而有可能在随后的长地幔对流中长时间保留最初形成的结构和原始地球化学信号。这一发现为解释异常结构的潜在起源提供了新的思路，例如地幔底部的大片低地震速度区和极低地震速度区。
报告称，这项研究将原子尺度的凝固和成核的关键参数与行星尺度的演化过程直接联系起来，为了解早期岩浆海洋凝固的起源、内部化学分层以及地球和其他类地行星的深层结构打开了新的研究窗口。 （完）
如何贴春联？先贴横联，贴上对联，最后贴上祝福。
为什么40年过去了，人们仍然看腻1986年版的《西游记》？
从武术领域到现实生活：强化技术帮助机器人“格斗”和“挨打”
喝热水、泡脚……百万外国人被诊断为中国人
马生肖的美好寓意是什么？
《小镇大事》原作者：赵丽颖饰演的李秋萍元气满满。
让你的个人奋斗与时代脉搏产生共鸣。
揭秘“涂鸦小马”破圈密码：文化为先，创造为后
甘肃省四地领导人进行了一系列人事调整，80后人员上任。
美国“杀线”到底“杀”了谁？
培训机构可以操纵考试吗？滑雪教练认证市场调查
一个刚刚参加总理论坛的首席执行官抵达日本
难道美国军费开支太大，还买了一堆ppt？
提质提质，我国外贸实现新突破
别被骗了！ “票证恢复工具”无法让您更快地恢复票证
北京迈向5万亿城市 加快高质量发展
中新网评网红“画马”行走挑战：户外打卡高风险谁负责？
中新网评论：敢于参与抽奖的品牌不要玩文字游戏