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Free oscillations of the earth

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Free oscillations of the earth

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Sismogrammes typique d'ondes de surfaces multiples

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Spectre du sismogramme précédent

Modes du manteau (2-4 mHz)

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Oscillations libres d'une sphère fluide homogène

ρ

α

Modes Radiaux

ur(R,ω)

Il existe un ensemble dénombrable de fréquences ωn Les modes propres d'oscillation

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Mode radial 0S0

Mode radial dans une sphère fluide

Pression déplacement

T = 2Ro/α ∼ 1280 s

R/Ro

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Observation des oscillations libres sur la terre

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24 bits

Standard Instrument Response for the IRIS network

1

0.01

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10 jours

Observation des oscillations libres après le Séisme de Sumatra

Station de Canberra en Australie

dissipation Oscillation libres Le

sismogramme

et son spectre

de Fourier

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How big is really BIG

Mode oSo ~ 1200 s

Oscillations libres 11 jours après le séisme de Sumatra

1 jour

Mode 0S0

Période 1200s 1200s

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Séisme de Sumatra du 24 décembre 2004

nSl Spheroidal mode

n nombre radial n=0 mode fondamental n>0 harmonique

l nombre azimuthal

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Quelques modes typiques dépendant de l'Azimuth θ

0T1

0S2

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Observation du mode 0S2 après le séisme de Sumatra

10 jours

0S2

3180s

Sismogramme filtré entre 0.8 et 0.4 mHz

Spectre

Splitting du mode 0S2 du à la rotation de la terre

1 jour

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10 fois plus grand!

Spectres des deux grands séismes 24/12/04 et 28/03/05

KMBO Kenya

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Harmoniques sphériques Ylm (θ,φ)

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Harmoniques sphériques Ylm (θ,φ)

0,0 l=0

l=2

l=3

l=1

m=0 m=1 m=2 m=3 m=1 m=3 m=2

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Mw=9

Mw=9.2

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Spectroscopie de la terre

Toroidal modes

Spheroidal modes

Modes calculés (petits cercles)

Modes observés (avant Sumatra)

0S2

0S0

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Deux modes peu ordinaires

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PREM !

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Séismes des deux dernières semaines de octobre 2005

Ces séismes sont localisés et leur mécanisme au foyer est déterminé en utilisant la méthode spectrale de calcul de sismogrammes synthétiques.

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Simulation de sismogrammes synthétiques par sommation de modes.

Spherically symmetric Earth model

Laterally heterogeneous model

Multiple S waves bouncing on the surface of the earth.

observed

computed

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Modélisation des passages multiples d’ondes de Love

observé

Synthétique

Out of phase

In phase

Radially stratified

Laterally heterogenous

D’après Dziewonski et al

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Section Sismique Globale R2

R3

R4

P

X

Dans cette section on a sommé nombreux sismogrammes

D’après Shearer, 2000

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Ondes de surface pour le séisme de Loma Prieta (Octobre 1989)

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La terre est un milieu élastique stratifié avec des perturbations latérales de l'ordre de 1-5%

Hodochrones de la terre globale

PkP

R ~ 4 km/s

SkS

Multiple S

Core shadow

D'après Shearer, 2000

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Surface Waves and earth's structure

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Vitesse constante

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Transformée de Fourier du signal arc de cosinus

rétard

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Vitesse de phase

Vitesse de groupe

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Vitesse de groupe typiques pour des océans et continents

Love est en général plus rapide que Rayleigh

Les continents plus lents que les oc ans

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Le premier modèle latéralement hétérogène M84C

Proposé par Dziewonski et Woodhouse (1985) Ce modèle contient des harmoniques d'ordre < 8

-4% 4%

Perturbation des P Perturbation des S

D’après Dziewonski et al, 2000

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Global models of P and S waves

Spherically symmetric Laterally heterogeneous

D'après Chaljub et Vilotte, 1999

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Vitesse des ondes de Love

T=40 s

T=70s

T=150s

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Vitesse des ondes de Rayleigh

T=40s

T=70s

T=150s

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The oceanic lithosphere and asthenosphere of the Pacific

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