Подобно тому как вода меняет фазовое состояние — замерзает в лёд или испаряется в пар, — форстерит, ключевой минерал земной мантии, под давлением в сотни тысяч атмосфер пересобирает свою кристаллическую решётку. Этот процесс напоминает вращение граней кубика Рубика: атомы смещаются, образуя новые комбинации, и рождаются минералы вадслеит и рингвудит — полиморфные модификации с той же химической формулой, но иной симметрией. Именно такие перестроения питают медленную конвекцию пород, которая, словно гигантский конвейер, движет континентальными плитами.

Точные условия этой трансформации — давление и температура, при которых форстерит переходит в вадслеит или рингвудит, — долго оставались неуловимыми. Прямой эксперимент на глубинах в сотни километров невозможен, а полный компьютерный расчёт из первых принципов занял бы столетия даже на современных суперкомпьютерах. Решение пришло из области машинного обучения: учёные создали цифровой двойник форстерита — нейросетевую модель, обученную на относительно небольшом наборе квантово-механических расчётов. Этот цифровой двойник предсказывает изменения атомной структуры практически мгновенно, причём он аккуратно учитывает меру беспорядка — энтропию, — которая критична для точности предсказаний фазовых переходов. Такой подход напоминает универсальный свод правил, подобный стандартной модели в физике, где ограниченное число принципов описывает широчайший круг явлений.

Новая карта состояний, построенная с помощью цифрового двойника, показала: форстерит плавится на большей глубине, чем предполагали классические модели, и в разных температурных областях мантии его атомный узор меняется по-разному. Это переписывает историю термической эволюции планеты, уточняя картину перемешивания вещества в недрах Земли.