Contribution à l'étude des ondes élastiques dans un pôle pur du manteau inférieur de la Terre (FeO)

Abstract

Les vitesses sismiques auxquelles nous nous sommes intéressées pour le wüstite sont liées aux propriétés structurales et élastiques de cette matière suivant les conditions du manteau inférieur (jusqu’à 140 GPa). Nous avons utilisé la méthode de pseudo potentiel de première principe dans la méthode DFT (utilisation du programme CASTEP, logiciel Matériaux studio).A partir de notre résultats dans le manteau inférieur, pour le FeO il existe deux phases, l’une cubique type NaCl ou B1, et l’autre hexagonale type NiAs ou B8, la transition de la première vers la seconde à une pression de 77 GPa. On voir bien pour ce résultat la variation de volume de maille élémentaire et la densité de wüstite dans couche terrestre. Ce programme les constants élastiques cij et le module d’incompressibilité B, mais le module de cisaillement G qui nous avons calculé par utiliser des approximations spatiales. La variation de ces constants et modules élastiques sont linéaire en fonction de p pour les deux phases du wüstite, sauf G pour dans la phase B8. Ce variation (de cij, B et G) avec l’autre pour la densité donnent la variation des vitesses des ondes sismiques Vp et Vs (et même temps Vφ) pour un milieux isotrope, surtout leurs applications dans la comparaison avec les observations sismologiques (utilisation de modèle PREM), où il y a existe trois application ;la comparaison entre notre résultats pour ces vitesses sismique (Vp,Vs et Vφ) et l autres pour le modèle PREM ou on peut calculer les anomalies qui sont traduise l’existence de notre pôle dans le manteau inférieur. La deuxième application est l’étude d’heterogenite de manteau inférieur à partir de ce pole par calculer coefficient spéciale, donc nous avons eu cette hétérogène est constant pour la phase B1 mais elle est varias vers homogénéité de noyau externe pour la phase B8. La dernier application est l’étude d’anisotropie sismique pour cet étude on vas calculer les vitesses sismiques Vp et Vs suivantes les directions cristallographiques ou bien les facteurs A, Ap, As et Asp0 donc nous avons vu bien que l’écoulement ou texturation est très fort suivant la direction [100] pour Vp et suivant la direction [110] pour Vs dans la phase B1, où la polarisation de l’onde S très fort aussi sur cet axe. Dans la phase B8 l’écoulement ou texturation est très fort suivant l’axe Z, pour l’onde P et suivant de deux directions pour l’onde S, l’un est parallèle de l’axe Z pour propagation perpendiculaire de cet axe. L’autre est perpendiculaire de l’axe Z pour propagation parallèle de cet axe.