地球物理学家希望通过矿物结构变化来模拟地球内部结构，但由于缺乏深层地质样本，只能寻找其他办法，一个方法就是在实验室中模拟高温高压极端环境，尤其是高压环境。高压能够导致物理状态的变化，比如，加压可以让水在室温下就变成冰，气体变成液体、固体，甚至是金属。

珀西·威廉姆斯·布里奇曼(Percy Williams Bridgman)是20世纪四五十年代研究高压下的物态变化的先驱之一。他设计的一种对砧装置可以创造10万大气压的高压环境。这种对砧装置利用的是一个基本的物理学原理：当压力作用在某一物体上时，作用面积越小，压强越大。想象一下，把一块石头摁进沙地或者厚厚的淤泥，大而平的石头是不容易被摁进去的；而同样大小但有棱有角的石头，就会很容易被摁进去。早期的对砧顶端面对面安装由碳化钨等坚硬材质做的尖顶，这是当时最硬的材料。人们利用布里奇曼的装置在晶体合成、在某一特定压力和温度下的物质变化有了新发现。

岩石中的矿物质会结晶，晶体内部的原子会按照一定的具体形式(晶格)排列。高压可以迫使原子改变原先的布局，形成一个更加紧密的格局。1959年，澳大利亚地球物理学家泰德·林伍德(Ted Ringwood)发现，在地球内部的高温、高压环境中，上地幔的矿物的原子会重新排列，形成更致密的晶体，比如，辉石、橄榄石会形成新的矿物——尖晶橄榄石。