当你读这篇文章的时候，在你下面400多英里的地方，是一个有着极端温度和压力的巨大世界，它在人类出现在这个星球上之前就已经在搅动和进化了。现在，加州理工学院的研究人员建立了一个详细的新模型，说明了数百万年来地球内部深处矿物质的惊人行为，并表明这些过程实际上是以与先前理论完全相反的方式发生的。

这项研究是由一个国际科学家团队进行的，其中包括矿物物理学教授詹妮弗·m·杰克逊。描述这项研究的论文发表在1月11日的《自然》杂志上。

杰克逊说:“尽管这颗行星体积巨大，但更深层的部分经常被忽视，因为它们确实遥不可及——我们无法对它们进行采样。”“此外，这些过程非常缓慢，我们似乎察觉不到。但下地幔的流动与它所接触的一切都有联系;这是一个影响板块构造的深层引擎，可能会控制火山活动。”

这颗行星的下地幔是坚固的岩石，但在数亿年的时间里，它慢慢地渗出，就像一块厚厚的焦糖，在一种称为对流的过程中将热量带到整个行星内部。

关于这种对流发生的机制，仍有许多问题没有得到解答。地幔下部的极端温度和压力——高达135千帕斯卡和数千华氏度——使其难以在实验室中模拟。作为参考，下地幔的压力几乎是海洋最深处压力的1000倍。因此，虽然许多关于矿物物理的实验室实验提供了关于下地幔岩石行为的假设，但在地质时间尺度上驱动下地幔对流缓慢流动的过程一直不确定。

下地幔主要由一种称为桥石的硅酸镁组成，但也包括少量但数量可观的氧化镁，称为方镁石，混合在桥石中，此外还有少量其他矿物质。之前的实验室实验表明，方镁石比桥锰矿更弱，更容易变形，但这些实验没有考虑到矿物在数百万年的时间尺度上的表现。当将这些时间尺度纳入一个复杂的计算模型时，Jackson和同事们发现方镁石的颗粒实际上比周围的桥石更坚固。

杰克逊说:“我们可以用岩石记录中的boudinage来类比，boudins在法语中是香肠的意思，它在不那么有能力、更弱的岩石之间的坚硬、更强的岩层中发育。”

杰克逊解释说:“再打个比方，想想厚实的花生酱。“几十年来，我们一直认为方石是花生酱中的‘油’，是桥晶石较硬颗粒之间的润滑剂。根据这项新的研究，方石颗粒在厚实的花生酱中起着“坚果”的作用。方石颗粒只是随波而流，但不影响粘性行为，除非在颗粒高度集中的情况下。结果表明，在压力作用下，方晶石的迁移速度比桥锰矿慢得多。这是一种反转行为:方镁石几乎不变形，而主要相桥锰矿则控制地球深部地幔的变形。”

了解这些发生在我们脚下的极端过程对于创建我们星球的精确四维模拟非常重要，它也有助于我们更多地了解其他行星。成千上万的系外行星(太阳系外的行星)现在已经被证实，在极端条件下发现更多关于矿物物理的知识，让我们对与我们截然不同的行星的演化有了新的见解。

这篇论文的题目是“在地幔条件下，方镁石的变形速度比桥锰矿慢。”这项研究的第一作者是Université de Lille和法国大学研究所的Patrick Cordier。其他合著者有Karine Gouriet, Timmo Weidner和Philippe Carrez的Université de Lille;凯斯西储大学的詹姆斯·范·奥尔曼;以及巴黎工艺艺术学院的Olivier Castelnau。研究经费由欧洲研究委员会和国家科学基金会提供。

注：本文由院校官方新闻直译，仅供参考，不代表指南者留学态度观点。