Etude des propriétés structurales, élastiques et sismiques des composants FeO, MgO et (Fex,Mg(1-x))O en utilisant le modèle PREM
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Université Sétif 1 - Ferhat ABBAS , Faculté des Sciences
Abstract
By using the calculations either in one of our studies which tackled with the FeO or another of Karki and his colleagues about the MgO, which both determined Structural, Elastic and Seismic properties at different pressures, through which the values of the same properties of the compounds (Mg(1-x),Fex)O are determined according to the relations of Hashin & Strekman considering the melting of an x rate of Iron in MgO, especially at the pressures conformed to the PREM model representing the earth material. Comparing the in hands results concluded from these calculations brings out signification conclusion: they show the sensitivity of phase transition in the majority of the FeO properties except for the density, the bulk modulus and the bulk sound wave velocity. The most of the properties values are increasing especially in the case of MgO where it’s generally higher. Whereas, for the compounds of (Mg(1-x),Fex)O are characterized by the formation of a band to its superposition according to the x rate, and the values of each property is getting closer to its value in FeO with the increasing of this rate, so the values of these compounds for the structural properties, the bulk modulus and bulk sound wave velocity are going to be limited between both oxides values. It had also been possible to determine a lot of depths or pressures with which these properties parameters are going to conform, resulting from a change in the difference sign or setting the property values between the compared materials. The number of these depths is different from one case to another, and the greatest number which can be reached is six depths. Moreover, the total separation is not going to happen unless for the two longitudinal and transversal wave velocities in the case of FeO being compared with the compounds of (Mg(1-x),Fex)O, for the density and the shear modulus being compared with the earth material. In all wave velocities in the case of MgO being compared with the earth material, for the shear modulus in the case of the compounds of (Mg(1-x),Fex)O being compared with the earth material. The nonconformity of all the properties in the meantime with the earth material,
though its little occurrence in the wave velocities in the case of (Mg(1-x),Fex)O compounds, this assures of the non-presence of any of these materials alone in the deep earth layers. By
comparing the results of our study with other work and for several reasons in particular in the values of the shear modulus, except that generally the change is in accordance with either pressure or by the change of molar fraction to the content of the iron in (Mg(1-x),Fex)O components and the difference appears only in the change of the same module mentioned
Description
En se basant sur l’une de nos études portant sur le FeO ou celle de Karki et al, 1997 abordant le MgO, les propriétés structurales, élastiques et sismiques ont été déterminées à différentes pressions. A travers les résultats obtenus et par l’application des relations de Hashin et Shtrikman, Ces mêmes propriétés ont été déterminées pour les composants (Mg (1-x), Fex)O considérant la fusion d'un taux x de fer dans MgO, notamment aux pressions conformes au modèle PREM représentant la matière terrestre. La comparaison des résultats obtenus dans ces calculs fait ressortir une conclusion importante: ils montrent la sensibilité des propriétés à la transition de phase du FeO, à l'exception de la densité, du module d’incompressibilité et de la vitesse de l'onde hydrodynamique. La plupart des valeurs des propriétés augmentent surtout pour le cas de MgO où elles sont généralement plus élevées. Les valeurs des propriétés des composants (Mg (1-x), Fex)O sont caractérisées par la formation d'une bande et une superposition selon la fraction molaire x, et les valeurs de chaque propriété se rapprochent de celles du FeO avec le l'augmentation de cette fraction, donc les valeurs des propriétés structurales, du module d’incompressibilité et la vitesse hydrodynamique sont délimitées par celles des deux oxydes. Il a été également possible de déterminer un grand nombre de profondeurs ou de pressions auxquelles les valeurs des propriétés de ces constituants coïncident, résultant d'un changement du signe de différence ou de la définition des valeurs de propriété entre les constituants comparés. Le nombre
de ces profondeurs est différent d'un cas à l'autre, et le plus grand nombre qui peut être atteint est
de six profondeurs. De plus, la séparation totale ne s’est produite que pour les deux vitesses
longitudinale et transversale lors de la comparaison du FeO avec les composants (Mg (1-x), Fex) O
et pour la densité et le module de cisaillement étant comparé avec la matière terrestre. Dans toutes
les vitesses d'onde dans le cas de MgO comparé à la matière terrestre, pour le module de
cisaillement dans le cas des composants de (Mg (1-x), Fex)O étant comparé avec la matière
terrestre. La non-conformité de toutes les propriétés à la fois avec le modèle de la matière
terrestre, bien que sa faible occurrence dans les vitesses d'onde dans le cas des composants
(Mg (1-x), Fex) O, prouve la non-présence de n’importe quel constituant objet de cette étude seul
dans les couches de la terre profonde. En comparant les résultats de notre étude avec d'autres
travaux, il existe des différences dans les valeurs pour plusieurs causes en particulier le module de
cisaillement, sauf que généralement le changement est en accord avec soit la pression soit par le
changement de la fraction molaire du fer dans les composants (Mg (1-x), Fex)O et la différence
apparaît uniquement dans le changement du même module mentionné