Etude de la lithosphère par analyse en cohérence et admittance au moyen d'ondelettes

Mikael Beuthe Et Véronique Dehant

Description

Déflexion lithosphériqueAnalyse spectraleAnalyse en ondelettesEtude de la lithosphère par analyse en cohérence etadmittance au moyen d’ondelettesMikael Beuthe et Véronique DehantObservatoire Royal de Belgique, BruxellesGOCE - Applications et Outils pour la Terre SolideCNES, Paris, 20 juin 2007Mikael Beuthe et Véronique Dehant Etude de la lithosphère par analyse en ondelettesDéflexion lithosphériqueAnalyse spectraleAnalyse en ondelettesPlan1 Déflexion lithosphérique2 Analyse spectrale3 Analyse en ondelettesMikael Beuthe et Véronique Dehant Etude de la lithosphère par analyse en ondelettesDéflexion lithosphériqueAnalyse spectraleAnalyse en ondelettesPlan1 Déflexion lithosphérique2 Analyse spectrale3 Analyse en ondelettesMikael Beuthe et Véronique Dehant Etude de la lithosphère par analyse en ondelettesDéflexion lithosphériqueAnalyse spectraleAnalyse en ondelettesDéflexion élastique de la lithosphèreThe Mechanical Model of theLithosphere and AsthenosphereDensity Forces RheologyExternal load(topography) o Thin (z) Telastic eplateBending stressBending stressIntInte ernalnal l loaadd m mInviscid fluidHydrostatic pressure(Buoyancy)Banks et al., GJI 145 (2001) 291Epaisseur élastique de la lithosphère = paramètre effectifà relier à:état thermique, couplage croûte manteau, tensions internesMikael Beuthe et Véronique Dehant Etude de la lithosphère par analyse en ondelettesDéflexion lithosphériqueAnalyse spectraleAnalyse en ...

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• Langue: Français

Extrait

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Mikael Beuthe et Véronique Dehant

GOCE - Applications et Outils pour la Terre Solide CNES, Paris, 20 juin 2007

Observatoire Royal de Belgique, Bruxelles

Etude de la lithosphère par analyse en cohérence et admittance au moyen d’ondelettes

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Déflexion élastique de la lithosphère

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Banks et al., GJI 145 (2001) 291

à relier à: état thermique, couplage croûte-manteau, tensions internes

Epaisseur élastique de la lithosphère = paramètre effectif

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noixefléD notsuqceé:uqnaetflinadifeéair ilhtsohpréqieu nAalysespectrale Ansylaoneelednette pa s Eseisélurtias Mi

D Δ 2 w = Charge 1 paramètre: rigidité

Cas sphérique: courbure + compression/extension

Courbure + Membrane = Charge : équadiff linéaire 6 e ordre 2 paramètres: D ∼ ET e 3 et K ∼ ET e

Relation charge-déflexion: diagonale dans le domaine spectral ˆ ˆ w ˆ ( k ) ∼ C ( k ) h ( k ) ou w ˆ ` m ∼ C ` h ` m

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Cas euclidien: déflexion

: équadiff linéaire 4 e ordre 1 paramètre: rigidité de courbure D ∼ ET e 3

epèrphosthliladelednoneesylanaraVéroheetBeutkaelutednaEtDeheinuq

eakiueBleehtréVtMlatideleèherohpsueDeoniqEtudhant

Relation gravi-topo: ∼ diagonale dans le domaine spectral ˆ ˆ ˆ g ( k , z ) = Z ( k ) h ( k ) ou g ˆ ` m ( z ) = Z ` h ` m

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ˆ ˆ g ˆ ( k , z ) ∼ ρ h ( k ) e − kz + O ( h n )

Cas euclidien:

Gravité = convolution: U ( y ) = G Z | y ρ ( x ) x | dV −

Cas sphérique: l + g lm ( z ) ∼ ρ h ˆ lm  1 − R z  2 + O ( h ˆ n ) ˆ

lynarapadeonense rfacessedtetnirahcesegioutesndon s Cibtr teetdnleeeonlasy le An ctraespealysnA euqiréhpsohtilonxifleDé

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Déflexion lithosphérique

Plan

Analyse en ondelettes

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Analyse spectrale

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nalasyeehprèperalalithostEtudedeste

Admittance: fonction de transfert ˆ ` = P m g ` m h ∗ ˆ | h ∗ > ` m = Z ( k ) < < g h ˆ | h ˆ ∗ > ou Z P m h ` m h ∗ ` m

Hypothèse: relation gravi-topo linéaire et bruitée: ˆ ˆ ˆ g ( k ) = Z ( k ) h ( k )+ ˆ ( k ) ˆ ` m = Z ` h ` m + n ˆ ` m n ou g

Cohérence: test de la linéarité γ 2 ( k ) = | < g ˆ | h ˆ ∗ > | 2 ou γ ` 2 = | P m g ` m h ∗ ` m | 2 < ˆ g | ˆ g ∗ >< ˆ h | ˆ h ∗ > ( P m g ` m g ` ∗ m )( P m h ` m h ∗ ` m )

ndnoetel An leractpeesysalnA euqiréhpsohtilxionDéfle espectral s Analyse dnleteetlasyeeon leeBtuehiMakqueDehanetVéroni

ueiqhaDeEtntedudBleahtueVteenoréMik )3008(B9GR1038(2),24 en cM tnre eiJ,eKzn ahceiegritcadsnontrefres↔desféifetcsuobriDffréne internescchargesevaecneréhocteecanttmiAd esttledenenoylesA e an rtlaspeclyse e Ana riquDionléflexsphéitho

Différentes courbes ↔ différents T e Banks et al., GJI 145 (2001) 291

ttesparehèsphoitalelelednoneesylanar

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Ajustement sur l’admittance 2 paramètres: T e et f ( f = fraction des charges internes) Z obs ( k ) ≈ Z pred ( T e , f , k ) ⇒ ( T e , f ) Sous-estimation de T e due à une mauvaise prise en compte des charges internes?

Ajustement sur la chute de cohérence Hypothèse: charges internes non-corrélées anomalies de Bouguer → charges internes → f ( k ) γ obs ( k ) ≈ γ pred ( T e , k ) ⇒ T e Surestimation de T e due à la mauvaise prise en compte de l’érosion?

anylesnenoedelttitalsphorehèrapaeDeutnahdutEledeaeikMqinoréVteehtueBl ohtém2: e sed enondele e Analyse rehcdeTe ttse eRhc héspqurinliohoit cepslartanA e esyl fléxeD

MikaelBeutheetVèhpsohtilalededuEtnthaDeueiqonér

Estimation spectrale: périodogramme imprécis → multitaper (euclidien ou sphérique)

Résultat Meilleur accord entre les 2 méthodes spectrales Pérez-Gussinyé et al., JGR 108 (2004) B10409

Estimation spectrale biaisée → estimation spectrale des quantités observées ET prédites: γ obs et γ pred / Z obs et Z pred

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