萨斯喀彻温大学 (左)铝氧键多面体，显示在2200 K时从0到82 GPa通过30和50 GPa转变
[4]铝、[5]铝、[6]铝和[7]铝是四、五、六和七重配位的铝原子
(右)模型玄武岩熔体在2200 K时的粘度系数，作为压力的函数
学分:萨斯喀彻温大学 加拿大萨斯喀彻温大学的研究人员与他们在中国浙江工业大学和日本RIKEN计算科学中心的合作者一起，在限制早期地球岩浆海洋的年龄方面取得了重大进展
该结果最近发表在《自然通讯》上
像熔体的扩散性和粘性这样的输运性质决定了地球早期岩浆海洋的演化
在这项工作中，作者探索了现实模型玄武岩熔体的结构、密度和输运性质的压力演化
该模型玄武岩熔体由氧化钙、氧化镁、氧化铝和二氧化硅组成
这些计算是使用模拟地球地幔压力和温度条件的第一性原理分子动力学模拟进行的
由教授领导的研究小组
易小轩
萨斯喀彻温大学物理和工程物理系的谢教授发现了在下地幔条件下以输运性质(扩散和粘度)逆转形式出现的异常现象
这种逆转归因于高压下短暂的原子相互作用，这种相互作用是流动的和脆弱的
硅氧键和铝氧键是导致输运性质结论的决定性因素
在这项工作中，研究人员观察到，在大约50 GPa以上的压力下，这些键变得非常脆弱，并随着时间的推移经常断裂
硅和铝原子相对于氧原子的五倍、六倍和七倍配位之间的相互转化极其迅速
这种键的流动行为有望通过在该压力范围内提高扩散率和降低粘度来改变传输特性
粘度是一个非常重要的参数，几乎控制了早期地球岩浆海洋的所有动力学过程
岩浆海洋通常被认为是通过分异作用形成金属核和硅酸盐地幔，以及通过脱气作用形成大气和水圈的原因
以前，岩浆海洋结晶的时间尺度被认为从几千年到几百万年不等
这个数字取决于岩浆的粘度
早先假设粘度非常高，因此预测岩浆海洋的时间尺度约为1亿至2亿年
最近使用不同假设的研究已经将岩浆海洋的时间尺度减少到几百万年
我们在约50–82 GPa的反向趋势下的计算预测粘度值约为0
在大多数下地幔条件下，玄武岩熔体为1帕秒
这为几百万年的岩浆海洋的短时间尺度提供了支持
易小轩说:“我们不仅成功地将岩浆海洋的短时标限制在几百万年之内，而且还为地球表面以下1000公里处的超级岩浆的水平偏转提供了一个诱人的解释。”
试验辅助设备（test support equipment的缩写）
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