西工大团队在《自然》揭示地球早期岩浆洋新发现
近日，西北工业大学材料学院和凝固技术全国重点实验室的牛海洋教授团队在《自然》(Nature)杂志上发表了一篇题为《The potential for bridgmanite megacrysts to drive magma ocean segregation》的理论研究论文。该研究揭示了在地球早期深部岩浆洋缓慢冷却的条件下，布里奇曼石（bridgmanite）可能形成厘米至米尺度的“巨晶”，这一发现可能改变我们对岩浆洋凝固方式的理解。
研究指出，布里奇曼石巨晶的形成可能显著影响地幔的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。这项研究由西北工业大学、普林斯顿大学和加州大学洛杉矶分校的联合研究团队共同完成。
研究背景与意义
传统上，科学家认为布里奇曼石在岩浆洋中以微小颗粒形式结晶。然而，这项新研究表明，在特定条件下，这些矿物可以长成巨晶。研究团队通过模拟和实验验证了这一可能性，揭示了巨晶在地球深部结构形成中的潜在作用。
西工大2023级博士研究生胡俊伟和普林斯顿大学的Jie Deng助理教授为论文的第一作者，Jie Deng助理教授和牛海洋教授为通讯作者。其他共同作者包括西工大2021级硕士研究生施奕镝、普林斯顿大学博士研究生Jina Lee和加州大学洛杉矶分校的Lars Stixrude教授。
支持与资助
该研究得到了国家自然科学基金重大研究计划项目、凝固技术全国重点实验室自主课题、中央高校基本科研业务费“0到1”原创性引领项目的资助支持，并得到凝固技术全国重点实验室和西工大材料学院人才特区等平台的大力支持。
专家观点与未来展望
牛海洋教授是西北工业大学凝固技术全国重点实验室的副主任，长期致力于复杂与极端条件下材料凝固理论、物质相变机理、先进分子动力学方法开发以及人工智能辅助材料设计等领域的研究工作。他表示：“这一发现不仅挑战了传统的地球早期演化理论，也为研究地球深部结构提供了新的视角。”
随着研究的深入，科学家们希望能够进一步探讨巨晶在其他行星或卫星中的可能存在及其对行星演化的影响。这一研究为未来的地质学研究开辟了新的方向。
牛海洋教授迄今已在《自然》(Nature)、《自然·通讯》(Nature Communications)、《科学·进展》(Science Advances)、《物理评论快报》(Physical Review Letters)等国际学术期刊发表学术论文50余篇，累计被引用5000余次。
未来，研究团队计划通过更深入的模拟和实验，进一步探讨巨晶的形成机制及其对地球和其他行星深部结构的影响。
