De theoretische minerale fysica-groep van de Ehime University onder leiding van Dr. Taku Tsuchiya heeft zeer nauwkeurige computertechnieken ontwikkeld voor het bestuderen van aarde- en planetaire materialen op basis van de kwantummechanische theorie en heeft verschillende resultaten gerapporteerd voor de lagere mantelmineralen van de aarde en waterige fasen onder hoge druk. Hun inzichten en ontdekkingen verduidelijken de mineralogie van de lagere aardmantel en nieuwe minerale fasen die in de diepe aardmantel zijn gestabiliseerd.

De recente vooruitgang in theoretische minerale fysica op basis van de ab initio kwantummechanische berekeningsmethode is dramatisch geweest in combinatie met de snelle vooruitgang van computertechnologieën. Het is nu mogelijk om stabiliteit te voorspellen, elasticiteit, en transporteigenschappen van complexe mineralen kwantitatief met onzekerheden die vergelijkbaar of zelfs kleiner zijn dan die in experimentele gegevens. Deze berekeningen onder in situ hogedruk (P) en hoge temperatuur (T) omstandigheden zijn van bijzonder belang, omdat ze ons in staat stellen om a priori mineralogische modellen van de diepe aarde te construeren. In het huidige artikel, we bespreken kort onze recente prestaties bij het bestuderen van relaties in de hoge P-fase, elasticiteit, thermische geleidbaarheid en reologische eigenschappen van belangrijke lagere mantelsilicaat- en oxidemineralen, waaronder (Mg, Fe)SiO ₃ bridgmaniet, zijn hogedrukvorm post-perovskiet, CaSiO ₃ perovskiet, (Mg, Fe)O-ferroplericlase, en enkele waterhoudende fasen (AlOOH, MgSiO ₄ H ₂ , FeOOH). Onze analyses geven aan dat de pyrolitische samenstelling kan worden gebruikt om de eigenschappen van de aarde vrij goed te beschrijven in termen van alle dichtheden, en P- en S-golfsnelheid. Berekeningen suggereren ook enkele nieuwe waterhoudende verbindingen die tot in de diepste mantel zouden kunnen blijven bestaan ​​en dat de post-perovskiet-fasegrens niet alleen de grens is van de mineralogie, maar ook van de thermische geleidbaarheid.