دراسة حسابية لتطورالخصائص البنيوية والسرعات الموجية الاكسيد النيكل عند ضغوط النموذج PREM في حدود الوشاح الارضي

Abstract

إستهدف هذا البحث دراسة تغير بعض خصائصه البنيوية و السرع الموجية في نطاق الوشاح السفلي الأرضي لأكسيد النيكل، حيث استخدم الضغط كمعامل تغير بدلا عن العمق الأرضي. هذه الدراسة ركزت على كون قيم الضغط تتوافق و تلك الخاصة بالنموذج الزلزالي PREM، حيث تحدد القيم عندها بواسطة الاستقطاب الرياضي أو بإستخدام برنامج CASTEP المعتمد على طريقة DFT، التي استخدمنا من بين تقريباتها التقريب GGA و بالضبط التابع PBEsol. إذ تم التعامل بالطريقتين من أجل دراسة الخصائص البنيوية، من أجل التأكد من إعطاءها قيم جيدة. للذلك تمكنا من الحصول على نتائج مهمة، منها تغير أنتالبي التشكيل و الكثافة الخاصين بالأكسيد متزايدان خطيا في كامل نطاق الوشاح الأرضي، بينما يتناقص بقية المعاملات في كامل هذا النطاق و بشكل خطي في الجزء العلوي منه فقط. تقدير قيم كل المعاملات البنيوية بالطريقتين، تعطي نتائج متقاربة جدا. لذلك تكمنا من حساب قيم السرع الموجية و عدم التماثل بواسطة طريقة الإستقطاب الرياضي، بدلا من الحساب بواسطة البرنامج. لذلك تم تقدير قيم كل المعاملات في نطاق الوشاح الأرضي، و ذلك في قسميه العلوي و السفلي و بالأخص عند حدودهما.

This research aimed to study the variation of some structural properties and wave velocities in the lower mantle zone of nickel oxide, using pressure as a parameter of variation instead of ground depth. This study focused on ensuring that pressure values were consistent with those of the PREM seismic model, where values were determined using mathematical polarization or using the CASTEP program based on the DFT method, for which we used the GGA approximation and specifically the PBEsol function. Both methods were used to study the structural properties, to ensure they yielded good values. We were able to obtain important results, including the enthalpy of formation and density of the oxide increasing linearly throughout the entire mantle zone, while the remaining parameters decreased throughout this zone and linearly in its upper part only. Estimating the values of all structural parameters using the two methods yielded very similar results. Therefore, we were able to calculate the values of wave velocities and asymmetries using the mathematical polarization method, instead of using the program. Therefore, the values of all parameters were estimated in the Earth's mantle, both in its upper and lower sections, particularly at their boundaries