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Termes IGN > sciences naturelles > sciences de la Terre et de l'univers > géosciences > géophysique interne > sismologie > séisme > onde sismique
onde sismique |
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Susceptibility of microseismic triggering to small sinusoidal stress perturbations at the laboratory scale / Martin Colledge in Journal of geophysical research : Solid Earth, vol 128 n° 4 (April 2023)
Titre : Susceptibility of microseismic triggering to small sinusoidal stress perturbations at the laboratory scale Type de document : Article/Communication Auteurs : Martin Colledge, Auteur ; Jérôme Aubry, Auteur ; Kristel Chanard Année de publication : 2023 Article en page(s) : n° e2022JB025583 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de géodésie spatiale
[Termes IGN] onde sismique
[Termes IGN] oscillation
[Termes IGN] risque naturel
[Termes IGN] séisme
[Termes IGN] sismicitéRésumé : (auteur) Small transient stress perturbations are prone to trigger (micro)seismicity. In the Earth's crust, these stress perturbations can be caused by various sources such as the passage of seismic waves, forcing by tides, or hydrological seasonal loads. A better understanding of the dynamic of earthquake triggering by stress perturbations is essential to improve our understanding of earthquake physics and our consideration of seismic hazard. Here, we study an experimental sandstone-gouge-filled fault system undergoing combined far field loading and periodic stress perturbations (of variable amplitude and frequency) at crustal pressure conditions. Microseismicity—in the form of acoustic emissions (AEs)—strains, and stresses, are continuously recorded in order to study the response of microseismicity as a function of loading rate, amplitude, and frequency of a periodic stress perturbation. The observed AE distributions do not follow the predictions of either a Coulomb failure model, taking into account both constant loading and oscillation-induced strain rates, or a rate and state model. A susceptibility of the system's AE response to the amplitude of the confinement pressure perturbation is estimated, which highlights a linear relation between confinement pressure amplitude and the AE response amplitude, observations which agree with recent higher frequency experimental results on dynamic triggering. The magnitude-frequency distribution of AEs is also computed. The Gutenberg-Richter b-value oscillates with stress oscillations. Our experiments may help complement our understanding of the influence of low inertia stress phenomena on the distribution of seismicity, such as observations of dynamic triggering and seismicity modulation by tides or hydrological loading. Numéro de notice : A2023-095 Affiliation des auteurs : UMR IPGP-Géod+Ext (2020- ) Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1029/2022JB025583 Date de publication en ligne : 13/04/2023 En ligne : https://doi.org/10.1029/2022JB025583 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=103211
in Journal of geophysical research : Solid Earth > vol 128 n° 4 (April 2023) . - n° e2022JB025583[article]
Titre : Multi-method monitoring of rockfall activity along the classic route up Mont Blanc (4809 m a.s.l.) to encourage adaptation by mountaineers Type de document : Article/Communication Auteurs : Jacques Mourey, Auteur ; Pascal Lacroix, Auteur ; Pierre-Allain Duvillard, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2022 Article en page(s) : pp 445 - 460 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de télédétection
[Termes IGN] capteur actif
[Termes IGN] capteur non-imageur
[Termes IGN] carte thématique
[Termes IGN] détection de changement
[Termes IGN] éboulement
[Termes IGN] modèle numérique de terrain
[Termes IGN] Mont-Blanc, massif du
[Termes IGN] onde sismique
[Termes IGN] pergélisol
[Termes IGN] prévention des risques
[Termes IGN] risque naturel
[Termes IGN] saison
[Termes IGN] sismologie
[Termes IGN] surveillance géologique
[Termes IGN] température de l'airRésumé : (auteur) There are on average 35 fatal mountaineering accidents per summer in France. On average, since 1990, 3.7 of them have occurred every summer in the Grand Couloir du Goûter, on the classic route up Mont Blanc (4809 m a.s.l.). Rockfall is one of the main factors that explain this high accident rate and contribute to making it one of the most accident-prone areas in the Alps for mountaineers. In this particular context, the objective of this study is to document the rockfall activity and its triggering factors in the Grand Couloir du Goûter in order to disseminate the results to mountaineers and favour their adaptation to the local rockfall hazard. Using a multi-method monitoring system (five seismic sensors, an automatic digital camera, three rock subsurface temperature sensors, a traffic sensor, a high-resolution topographical survey, two weather stations and a rain gauge), we acquired a continuous database on rockfalls during a period of 68 d in 2019 and some of their potential triggering factors (precipitation, ground and air temperatures, snow cover, frequentation by climbers). At the seasonal scale, our results confirm previous studies showing that rockfalls are most frequent during the snowmelt period in permafrost-affected rockwalls. Furthermore, the unprecedented time precision and completeness of our rockfall database at high elevation thanks to seismic sensors allowed us to investigate the factors triggering rockfalls. We found a clear correlation between rockfall frequency and air temperature, with a 2 h delay between peak air temperature and peak rockfall activity. A small number of rockfalls seem to be triggered by mountaineers. Our data set shows that climbers are not aware of the variations in rockfall frequency and/or cannot/will not adapt their behaviour to this hazard. These results should help to define an adaptation strategy for climbers. Therefore, we disseminated our results within the mountaineering community thanks to the full integration of our results into the management of the route by local actors. Knowledge built during this experiment has already been used for the definition and implementation of management measures for the attendance in summer 2020. Numéro de notice : A2022-181 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE/POSITIONNEMENT Nature : Article DOI : 10.5194/nhess-22-445-2022 En ligne : https://doi.org/10.5194/nhess-22-445-2022 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=99859
in Natural Hazards and Earth System Sciences > vol 22 n° 2 (February 2022) . - pp 445 - 460[article]Salt tectonic imaging at crustal and experimental scales by seismic migration and adjoint method / Javier Abreu-Torres (2022)
Titre : Salt tectonic imaging at crustal and experimental scales by seismic migration and adjoint method : offshore application context Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Javier Abreu-Torres, Auteur ; José Darrozes, Directeur de thèse ; Roland Martin, Directeur de thèse Editeur : Toulouse : Université de Toulouse 3 Paul Sabatier Année de publication : 2022 Importance : 204 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie
Thèse présentée pour l'obtention du Doctorat de l'Université Paul Sabatier Toulouse 3, Spécialité Astrophysique, Sciences de l'Espace, PlanétologieLangues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement du signal
[Termes IGN] corrélation d'images
[Termes IGN] données géologiques
[Termes IGN] modèle 3D du site
[Termes IGN] onde sismique
[Termes IGN] scène sous-marine
[Termes IGN] sel
[Termes IGN] structure géologique
[Termes IGN] temps de propagationIndex. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (Auteur) La découverte de structures géologiques salines est une raison économique importante pour l'exploration dans le monde car elles constituent un piège naturel pour diverses ressources. Cependant, l'imagerie de ces structures est un grand défi. En raison des propriétés du sel, dont les vitesses de propagation sont beaucoup plus élevées que celles des strates adjacentes, les ondes sismiques sont piégées dans ces structures, produisant un grand nombre d'artefacts numériques parasites, tels que des multiples. Cela interfère avec le signal sismique primaire, ce qui empêche de voir clairement ce qui se trouve sous les structures salifères. Parmi toutes les méthodes d'exploration géophysique, la méthode de migration par renversement temporel (RTM), qui fait partie des méthodes qui utilisent la résolution de la forme d'onde sismique complète, est un outil d'imagerie très puissant, même dans les régions à géologie complexe. Dans ce travail, nous utilisons la méthode RTM basée sur l'adjoint, qui consiste essentiellement en trois étapes : la solution de l'équation des ondes, la solution de l'équation des ondes adjointe et la condition d'imagerie, qui consiste en la corrélation des champs d'ondes directs et adjoints. Ce travail peut être divisé en deux cas d'étude : le premier cas consiste en un modèle synthétique bidimensionnel d'un dôme de sel, issu de la migration finale d'une étude réelle dans le Golfe du Mexique. Le second cas consiste en un modèle tridimensionnel expérimental (WAVES), élaboré par le laboratoire LMA de Marseille, qui simule une structure saline, structures sédimentaires environnantes, et un socle. Le modèle a été immergé dans l'eau pour recréer un sondage marin réaliste. Deux types de données différents ont été obtenus dans cette expérience : des données à décalage nul et des données à décalage multiple. Pour résoudre l'équation des ondes impliquée dans la méthode RTM basée sur l'adjoint, nous utilisons des différences finies d'ordre 4 dans les deux cas. De plus, dans le second cas, nous avons utilisé le code UniSolver, qui résout la méthode RTM basée sur l'adjoint en utilisant des différences finies d'ordre 4 et un parallélisme basé sur MPI. Nous avons mis en œuvre les équations viscoélastiques pour simuler l'effet de l'atténuation. Pour cette raison, le schéma "Checkpointing" est introduit pour calculer la condition d'imagerie et assurer la stabilité physique et numérique. Dans le premier cas d'étude, nous analysons la reconstruction de l'image du dôme de sel que produisent différents noyaux de sensibilité. Nous calculons ces noyaux en utilisant différentes paramétrisations (densité - vitesse P), ou (densité - constantes de Lamé) pour une rhéologie acoustique. Nous étudions également comment l'utilisation de différents modèles a priori affecte l'image finale en fonction du type de noyau calculé. En utilisant les résultats obtenus en 2D, nous calculons des noyaux synthétiques tridimensionnels en utilisant une rhéologie élastique. Dans le second cas, nous effectuons d'abord une calibration des propriétés du modèle pour des données à décalage nul, et une fois que les données synthétiques et réelles s'ajustent bien, nous calculons les noyaux tridimensionnels. Nous résolvons le problème direct pour le cas à décalage multiple avec et sans effets d'atténuation.[...] Note de contenu : 1. General introduction
Introduction
1.1 Geological context
1.2 Scope of the study
1.3 Upper crust and near surface imaging
1.4 Introduction (en français)
1.5 Imagerie de la croûte supérieure et de la proche surface
2. Seismic wave equation resolution and seismic imaging methods
2.1 Forward problem equations
2.2 Reverse Time Migration method
2.3 Principles of the LSRTM method
2.4 Principles of the FWI method
2.5 Numerical solution of the wave equation
2.6 Generalization of the Checkpointing-based sensitivity kernel calculations
2.7 Multiple contamination of seismic data
2.8 Conclusions
3. 2D and 3D synthetic sensitivity analysis
3.1 2D synthetic RTM and sensitivity analysis of the kernels
3.2 Results in 2D
3.3 Discussion
3.4 3D synthetic elastic case
3.5 Acknowledgments
4. 3D imaging for a real case
4.1 Introduction
4.2 3D real viscoelastic case: The WAVES model
4.3 Viscoelastic imaging results using FWI
4.4 Discussion
4.5 Conclusions
5. Conclusions and perspectivesNuméro de notice : 26942 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Astrophysique, Sciences de l'Espace, Planétologie : Toulouse 3 : 2022 Organisme de stage : Géosciences Environnement Toulouse GET nature-HAL : Thèse DOI : sans Date de publication en ligne : 13/10/2022 En ligne : https://tel.hal.science/tel-03813706/ Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=102118
Titre : Bayesian-deep-learning estimation of earthquake location from single-station observations Type de document : Article/Communication Auteurs : S. Mostafa Mousavi, Auteur ; Gregory C. Beroza, Auteur Année de publication : 2020 Article en page(s) : pp 8211 - 8224 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement du signal
[Termes IGN] apprentissage profond
[Termes IGN] classification bayesienne
[Termes IGN] classification par réseau neuronal convolutif
[Termes IGN] détection du signal
[Termes IGN] épicentre
[Termes IGN] estimation bayesienne
[Termes IGN] onde sismique
[Termes IGN] régression
[Termes IGN] séisme
[Termes IGN] station d'observation
[Termes IGN] surveillance géologique
[Termes IGN] temps de propagationRésumé : (auteur) We present a deep-learning method for a single-station earthquake location, which we approach as a regression problem using two separate Bayesian neural networks. We use a multitask temporal convolutional neural network to learn epicentral distance and P travel time from 1-min seismograms. The network estimates epicentral distance and P travel time with mean errors of 0.23 km and 0.03 s and standard deviations of 5.42 km and 0.66 s, respectively, along with their epistemic and aleatory uncertainties. We design a separate multi-input network using standard convolutional layers to estimate the back-azimuth angle and its epistemic uncertainty. This network estimates the direction from which seismic waves arrive at the station with a mean error of 1°. Using this information, we estimate the epicenter, origin time, and depth along with their confidence intervals. We use a global data set of earthquake signals recorded within 1° (~112 km) from the event to build the model and demonstrate its performance. Our model can predict epicenter, origin time, and depth with mean errors of 7.3 km, 0.4 s, and 6.7 km, respectively, at different locations around the world. Our approach can be used for fast earthquake source characterization with a limited number of observations and also for estimating the location of earthquakes that are sparsely recorded—either because they are small or because stations are widely separated. Numéro de notice : A2020-684 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1109/TGRS.2020.2988770 Date de publication en ligne : 06/05/2020 En ligne : https://doi.org/10.1109/TGRS.2020.2988770 Format de la ressource électronique : url article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=96209
in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing > vol 58 n° 11 (November 2020) . - pp 8211 - 8224[article]
Titre : Performance of real-time undifferenced precise positioning assisted by remote IGS multi-GNSS stations Type de document : Article/Communication Auteurs : Zhiqiang Liu, Auteur ; Dongjie Yue, Auteur ; Zhangyu Huang, Auteur Année de publication : 2020 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de géodésie spatiale
[Termes IGN] décalage d'horloge
[Termes IGN] filtre de Kalman
[Termes IGN] horloge du satellite
[Termes IGN] international GPS service for geodynamics
[Termes IGN] Nouvelle-Zélande
[Termes IGN] onde sismique
[Termes IGN] positionnement ponctuel précis
[Termes IGN] précision du positionnement
[Termes IGN] retard troposphérique zénithal
[Termes IGN] séisme
[Termes IGN] temps de convergence
[Termes IGN] temps réelRésumé : (auteur) The heavy reliance of real-time precise point positioning (RTPPP) on external satellite clock products may lead to discontinuity or even failure in time-critical applications. We present an alternative approach of real-time undifferenced precise positioning (RUP) that, by combining satellite clock estimation and precise point positioning based on the extended Kalman filter, is independent of external satellite clock corrections. The approach is evaluated in simulated real time with the assistance of a variable number of IGS multi-GNSS stations located between 1359.7 and 4852.5 km from the users. The results show that even with a single auxiliary IGS station, RUP is still feasible and able to retain centimeter-level positioning accuracy. Typically, with three auxiliary IGS stations about 2000–3000 km away, an accuracy of about 2 cm in the horizontal and 5 cm in the vertical can be achieved. The performance of RUP is comparable to that of PPP using 5-s satellite clock products and notably exhibits superior short-term precision in dealing with high-rate (1 Hz) GPS/GLONASS observations. The addition of GLONASS observations reduces the convergence time by 56.9% and improves the 3-D position accuracy by 31.8% while increasing the processing latency by a factor of about 1.6. Employing three IGS stations over 2400 km away from the epicenter, RUP is applied for the rapid determination of coseismic displacements and waveforms for the 2016 Kaikoura earthquake, yielding highly consistent results compared to those obtained from post-processed PPP in the global reference frame. We also explore its potential in facilitating real-time online services in terms of real-time precise positioning, zenith tropospheric delay retrieving, and satellite clock estimation. Numéro de notice : A2020-328 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1007/s10291-020-0972-6 Date de publication en ligne : 12/03/2020 En ligne : https://doi.org/10.1007/s10291-020-0972-6 Format de la ressource électronique : url article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=95209
in GPS solutions > vol 24 n° 2 (April 2020)[article]
