Den teoretiska mineralfysikgruppen vid Ehime University under ledning av Dr Taku Tsuchiya har utvecklat beräkningstekniker med hög precision för att studera jorden och planetmaterial baserat på kvantmekanisk teori och rapporterat flera resultat för jordens nedre mantelmineraler och högtrycksfaser. Deras insikter och upptäckter klargör mineralogin om jordens nedre mantel och nya mineralfaser stabiliseras vid den djupa manteln.

De senaste framstegen inom teoretisk mineralfysik baserad på kvantmekanisk beräkningsmetod ab initio har varit dramatiska i samband med den snabba utvecklingen av datorteknik. Det är nu möjligt att förutsäga stabilitet, elasticitet, och transportegenskaper för komplexa mineraler kvantitativt med osäkerheter som är jämförbara eller till och med mindre än de som bifogas i experimentella data. Dessa beräkningar under högtrycks (P) och högtemperatur (T) förhållanden in situ är av särskilt intresse, eftersom de tillåter oss att konstruera a priori mineralogiska modeller av den djupa jorden. I den här artikeln, vi går kort igenom våra senaste prestationer när det gäller att studera hög-P-fasrelationer, elasticitet, värmeledningsförmåga och reologiska egenskaper hos större silikat av lägre mantel och oxid, inklusive (Mg, Fe) SiO ₃ bridgmanit, dess högtrycksform efter perovskit, CaSiO ₃ perovskit, (Mg, Fe) O ferropleriklas, och några vattenfaser (AlOOH, MgSiO ₄ H ₂ , FeOOH). Våra analyser indikerar att den pyrolitiska kompositionen kan användas för att beskriva jordens egenskaper ganska bra i termer av alla densiteter, och P och S våghastighet. Beräkningar föreslår också några nya vattenhaltiga föreningar som kan bestå ända ner till den djupaste manteln och att fasgränsen efter perovskit är gränsen inte bara för mineralogin utan också för värmeledningsförmågan.