{"id":5045,"date":"2020-06-09T13:07:29","date_gmt":"2020-06-09T11:07:29","guid":{"rendered":"http:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/?p=5045"},"modified":"2020-06-09T13:09:12","modified_gmt":"2020-06-09T11:09:12","slug":"converted-wave-tomography-developing-a-new-inversion-method-for-3-d-crustal-shear-wave-velocities-with-application-to-the-central-alps","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/2020\/06\/converted-wave-tomography-developing-a-new-inversion-method-for-3-d-crustal-shear-wave-velocities-with-application-to-the-central-alps\/","title":{"rendered":"Converted wave tomography: Developing a new inversion method for 3-D crustal shear wave velocities, with application to the Central Alps"},"content":{"rendered":"<p><em>Th\u00e8se soutenue par Leonardo COLAVITTI le 26 juin 2020, Institut des sciences de la Terre (ISTE)<\/em><\/p>\n<p><strong>La sismologie passive utilise des sources naturelles pour imager l\u2019int\u00e9rieur de la Terre<\/strong><\/p>\n<p>Classiquement, les ondes longitudinales provenant des tremblements de terre sont enregistr\u00e9es et utilis\u00e9es ; si ces s\u00e9ismes sont proche et sous la zone d\u2019\u00e9tude, une bonne image de la cro\u00fbte terrestre peut \u00eatre obtenue. Plus r\u00e9cemment, le bruit ambiant sismique \u2013 caus\u00e9 par l\u2019interaction des oc\u00e9ans et de l\u2019atmosph\u00e8re avec la Terre solide \u2013 a \u00e9t\u00e9 exploit\u00e9 pour tirer des informations sur la vitesse de propagation des ondes transversales dans le sous-sol. Ces deux m\u00e9thodes ont chacune leurs limitations, ce que j\u2019essaie de d\u00e9passer en proposant une nouvelle m\u00e9thode d\u2019imagerie 3-D. Dans ma th\u00e8se j\u2019ai d\u00e9velopp\u00e9 cette m\u00e9thode et \u00e9crit les logiciels correspondants, pour ensuite l\u2019appliquer aux Alpes Centrales. Cette zone a une histoire et structure tectonique complexe, et imager les d\u00e9tails reste un d\u00e9fi et un objectif d\u2019actualit\u00e9 de la g\u00e9ophysique.<\/p>\n<p>La nouvelle m\u00e9thode d\u00e9velopp\u00e9e ici se base sur le fait que des ondes longitudinales, en arrivant \u00e0 une limite de couche franche dans la Terre, transforment une partie de leur \u00e9nergie en ondes transversales. Le bord entre la cro\u00fbte et le manteau \u00e9tant la plus marqu\u00e9e de ces limites, et comme d\u2019autres peuvent exister \u00e0 des profondeurs plus faibles, la nouvelle m\u00e9thode est particuli\u00e8rement bien adapt\u00e9e \u00e0 l\u2019imagerie de la cro\u00fbte enti\u00e8re. La seule condition d\u2019applicabilit\u00e9 est le d\u00e9ploiement d\u2019un r\u00e9seau suffisamment dense de sismom\u00e8tres \u00e0 la surface de la Terre, sans qu\u2019il soit large ou qu\u2019il y ait des s\u00e9ismes locaux, car c\u2019est les s\u00e9ismes lointains autour du monde qui sont la source de l\u2019\u00e9nergie.<\/p>\n<p>Les principaux avantages de la m\u00e9thode sont l\u2019imagerie en 3-D, la localisation des limites franches, et la d\u00e9termination de la vitesse de propagation d\u2019ondes transversales \u00e0 travers toute la cro\u00fbte. Pour ce faire, plusieurs \u00e9l\u00e9ments cl\u00e9s ont \u00e9t\u00e9 d\u00e9velopp\u00e9s et mis ensemble. D\u2019abord, un calcul tr\u00e8s exacte de la g\u00e9om\u00e9trie de la trajectoire des rais dans un milieu 3-D et en consid\u00e9rant la transformation longitudinale-transversale. Ensuite, une nouvelle fa\u00e7on de d\u00e9crire la structure de la cro\u00fbte terrestre, qui permet d\u2019imager les limites franches en profondeur de mani\u00e8re flexible, et des variations de vitesses \u00e0 la fois rapides (\u00e0 travers ces limites) et lentes (\u00e0 travers les couches). Finalement, une proc\u00e9dure d\u2019inversion de donn\u00e9es sismologiques, bas\u00e9e sur un \u00e9chantillonnage al\u00e9atoire des param\u00e8tres du mod\u00e8le, qui trouve la gamme des meilleurs r\u00e9sultats pas-\u00e0-pas le long d\u2019un itin\u00e9raire couvrant la zone d\u2019\u00e9tude. De nombreux tests ont \u00e9t\u00e9 effectu\u00e9s pour calibrer la m\u00e9thode et am\u00e9liorer sa performance.<\/p>\n<p>L\u2019application aux Alpes Centrales utilise une grande quantit\u00e9 des donn\u00e9es sismologiques de haute qualit\u00e9. Le mod\u00e8le de d\u00e9part se base sur des \u00e9tudes pr\u00e9c\u00e9dentes, et puis notre m\u00e9thode tourne pour livrer des r\u00e9sultats sur un maillage de 25 km de la zone d\u2019\u00e9tude. L\u2019\u00e9paisseur de la cro\u00fbte augmente sous les Alpes, et ainsi refl\u00e8te la topographie. On trouve \u00e9galement un saut net \u00e0 la limite entre les deux plaques \u00e0 l\u2019origine de la collision alpine, l\u2019Europe et l\u2019Adria (un terrain faisant partie de l\u2019Afrique dans le pass\u00e9). La carte des vitesses de propagation d\u2019onde montrent une diff\u00e9rence entre la cha\u00eene et l\u2019avant-pays europ\u00e9en. De plus, une zone particuli\u00e8re de vitesses peut \u00eatre contourn\u00e9e, ou des s\u00e9ismes ont lieu dans la cro\u00fbte inf\u00e9rieure : nous attribuons la diff\u00e9rence de cette zone par rapport \u00e0 d\u2019autres \u00e0 des diff\u00e9rentes propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9canique des roches dues \u00e0 l\u2019h\u00e9ritage tectonique.<\/p>\n<p>Nos r\u00e9sultats sont encourageants, aussi en comparaison avec des \u00e9tudes pr\u00e9c\u00e9dentes. Des d\u00e9veloppements futurs de cette m\u00e9thode peuvent inclure des inversions conjointes avec la gravim\u00e9trie ou d\u2019autres types de tomographies sismologiques.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Th\u00e8se soutenue par Leonardo COLAVITTI le 26 juin 2020, Institut des sciences de la Terre (ISTE) La sismologie passive utilise des sources naturelles pour imager l\u2019int\u00e9rieur de la Terre Classiquement, les ondes longitudinales provenant des tremblements de terre sont enregistr\u00e9es et utilis\u00e9es ; si ces s\u00e9ismes sont proche et sous la zone d\u2019\u00e9tude, une bonne [&hellip;]<\/p>\n","protected":false},"author":47,"featured_media":3358,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_seopress_robots_primary_cat":"","_seopress_titles_title":"","_seopress_titles_desc":"","_seopress_robots_index":"","footnotes":"","_links_to":"","_links_to_target":""},"categories":[49465],"tags":[],"class_list":{"0":"post-5045","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-theses-soutenues"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/5045","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/wp-json\/wp\/v2\/users\/47"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=5045"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/5045\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/wp-json\/wp\/v2\/media\/3358"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=5045"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=5045"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=5045"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}