Il gruppo di fisica minerale teorica dell'Università di Ehime guidato dal Dr. Taku Tsuchiya ha sviluppato tecniche computazionali ad alta precisione per lo studio della Terra e dei materiali planetari basati sulla teoria della meccanica quantistica e ha riportato diversi risultati per i minerali del mantello inferiore della Terra e le fasi idrate ad alta pressione. Le loro intuizioni e scoperte chiariscono la mineralogia del mantello inferiore della Terra e le nuove fasi minerali stabilizzate nel mantello profondo.

I recenti progressi nella fisica teorica dei minerali basati sul metodo di calcolo meccanico quantistico ab initio sono stati notevoli in concomitanza con il rapido progresso delle tecnologie informatiche. Ora è possibile prevedere la stabilità, elasticità, e proprietà di trasporto di minerali complessi quantitativamente con incertezze comparabili o addirittura inferiori a quelle allegate nei dati sperimentali. Questi calcoli in condizioni di alta pressione (P) e alta temperatura (T) in situ sono di particolare interesse, poiché ci permettono di costruire a priori modelli mineralogici della Terra profonda. Nel presente articolo, esaminiamo brevemente i nostri recenti risultati nello studio delle relazioni di fase ad alta P, elasticità, conducibilità termica e proprietà reologiche dei principali silicati del mantello inferiore e minerali di ossido tra cui (Mg, Fe)SiO ₃ bridgmanite, la sua forma ad alta pressione post-perovskite, CaSiO ₃ perovskite, (Mg, Fe)O ferroplericlasio, e alcune fasi idrate (AlOOH, MgSiO ₄ h ₂ , FeOOH). Le nostre analisi indicano che la composizione pirolitica può essere utilizzata per descrivere abbastanza bene le proprietà della Terra in termini di tutte le densità, e la velocità dell'onda P e S. I calcoli suggeriscono anche alcuni nuovi composti idrati che potrebbero persistere fino al mantello più profondo e che il confine di fase post-perovskite è il confine non solo della mineralogia ma anche della conduttività termica.