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An analysis of gravitational gradients in rotated frames and their relation to oriented mass sources / Isabelle Panet in Journal of geophysical research : Solid Earth, vol 123 n° 12 (December 2018)  

Public [article]  inJournal of geophysical research : Solid Earth > vol 123 n° 12 (December 2018) . - pp 11062 -11090 Titre : An analysis of gravitational gradients in rotated frames and their relation to oriented mass sources Type de document : Article/Communication Auteurs : Isabelle Panet , Auteur Année de publication : 2018 Article en page(s) : pp 11062 -11090 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie physique [Termes descripteurs IGN] analyse de sensibilité [Termes descripteurs IGN] champ de pesanteur terrestre [Termes descripteurs IGN] gradient de gravitation [Termes descripteurs IGN] levé gravimétrique [Termes descripteurs IGN] masse de la Terre [Termes descripteurs IGN] modèle de géopotentiel [Termes descripteurs IGN] repère de référence Résumé : (auteur) Many mass sources within the Earth and its fluid envelopes show elongated geometries, aligning with the orientations of plate boundaries and plate motions, coastlines, rivers, and drainage basins for instance. To enhance their identification and separation in global or regional gravity observations and models, a dedicated method based on gravitational gradients analysis is presented here. This approach provides a detailed description of the geographic pattern of the gravity variations, which are accurately mapped thanks to the regular spatial coverage of high‐accuracy satellite data and arise from lateral density changes within the planet. First, gravity gradients are defined at different spatial scales in spherical frames, which are rotated along the radial axis according to the orientation of the source. The sensitivity of these gradients to the mass distribution inside a spherical Earth is described and analytical expressions relating the source to the observable are introduced. Then, the gravity gradients responses at different spatial scales to flat, elementary mass sources located at the surface and at increasing depth are studied. Specifically, the paper investigates how a source width and orientation can be determined, for localized and oscillatory mass anomalies with different width‐to‐length aspect ratios. This theoretical case study aims at providing a basis for the analysis of more complex mass structures, when applying the presented method to static or time‐varying satellite gravity field models. It may help deciphering the nature of the gravity sources by the detection of meaningful geometries and orientations in the gravity field. Numéro de notice : A2018-655 Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1029/2018JB016717 date de publication en ligne : 05/12/2018 En ligne : https://doi.org/10.1029/2018JB016717 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=93520 [article]

Migrating pattern of deformation prior to the Tohoku-Oki earthquake revealed by GRACE data / Isabelle Panet in Nature geoscience, vol 11 n° 5 (May 2018)  

Public [article]  inNature geoscience > vol 11 n° 5 (May 2018) Titre : Migrating pattern of deformation prior to the Tohoku-Oki earthquake revealed by GRACE data Type de document : Article/Communication Auteurs : Isabelle Panet , Auteur ; Sylvain Bonvalot, Auteur ; Clément Narteau, Auteur ; Dominique Remy, Auteur ; Jean-Michel Lemoine, Auteur Année de publication : 2018 Projets : 1-Pas de projet / Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de géodésie spatiale [Termes descripteurs IGN] champ de pesanteur terrestre [Termes descripteurs IGN] déformation de la croute terrestre [Termes descripteurs IGN] données GRACE [Termes descripteurs IGN] Japon [Termes descripteurs IGN] risque naturel [Termes descripteurs IGN] séisme [Termes descripteurs IGN] subduction [Termes descripteurs IGN] tectonique des plaques Résumé : (auteur) Understanding how and when far-field continuous motions lead to giant subduction earthquakes remains a challenge. An important limitation comes from an incomplete description of aseismic mass fluxes at depth along plate boundaries. Here we analyse Earth’s gravity field variations derived from GRACE satellite data in a wide space-time domain surrounding the Mw 9.0 2011 Tohoku-Oki earthquake. We show that this earthquake is the extreme expression of initially silent deformation migrating from depth to the surface across the entire subduction system. Our analysis indeed reveals large-scale gravity and mass changes throughout three tectonic plates and connected slabs, starting a few months before March 2011. Before the Tohoku-Oki earthquake rupture, the gravity variations can be explained by aseismic extension of the Pacific plate slab at mid-upper mantle depth, concomitant with increasing seismicity in the shallower slab. For more than two years after the rupture, the deformation propagated far into the Pacific and Philippine Sea plate interiors, suggesting that subduction accelerated along 2,000 km of the plate boundaries in March 2011. This gravitational image of the earthquake’s long-term dynamics provides unique information on deep and crustal processes over intermediate timescales, which could be used in seismic hazard assessment. Numéro de notice : A2018-118 Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1038/s41561-018-0099-3 date de publication en ligne : 09/04/2018 En ligne : https://doi.org/10.1038/s41561-018-0099-3 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=89558 [article]

High performance clocks and gravity field determination / J. Muller in Space Science Reviews, vol 214 n° 1 (February 2018)  

Public [article]  inSpace Science Reviews > vol 214 n° 1 (February 2018) Titre : High performance clocks and gravity field determination Type de document : Article/Communication Auteurs : J. Muller, Auteur ; D. Dirkx, Auteur ; S. M. Kopeikin, Auteur ; Guillaume Lion , Auteur ; Isabelle Panet , Auteur ; Gérard Petit, Auteur ; Pieter N.A.M. Visser, Auteur Année de publication : 2018 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie physique [Termes descripteurs IGN] champ de pesanteur terrestre [Termes descripteurs IGN] chronométrie [Termes descripteurs IGN] échelle de temps [Termes descripteurs IGN] gravimétrie spatiale [Termes descripteurs IGN] horloge atomique [Termes descripteurs IGN] International Terrestrial Reference Frame [Termes descripteurs IGN] potentiel de pesanteur terrestre [Termes descripteurs IGN] relativité générale Résumé : (auteur) Time measured by an ideal clock crucially depends on the gravitational potential and velocity of the clock according to general relativity. Technological advances in manufacturing high-precision atomic clocks have rapidly improved their accuracy and stability over the last decade that approached the level of 10−18. This notable achievement along with the direct sensitivity of clocks to the strength of the gravitational field make them practically important for various geodetic applications that are addressed in the present paper. Based on a fully relativistic description of the background gravitational physics, we discuss the impact of those highly-precise clocks on the realization of reference frames and time scales used in geodesy. We discuss the current definitions of basic geodetic concepts and come to the conclusion that the advances in clocks and other metrological technologies will soon require the re-definition of time scales or, at least, clarification to ensure their continuity and consistent use in practice. The relative frequency shift between two clocks is directly related to the difference in the values of the gravity potential at the points of clock’s localization. According to general relativity the relative accuracy of clocks in 10−18 is equivalent to measuring the gravitational red shift effect between two clocks with the height difference amounting to 1 cm. This makes the clocks an indispensable tool in high-precision geodesy in addition to laser ranging and space geodetic techniques. We show how clock measurements can provide geopotential numbers for the realization of gravity-field-related height systems and can resolve discrepancies in classically-determined height systems as well as between national height systems. Another application of clocks is the direct use of observed potential differences for the improved recovery of regional gravity field solutions. Finally, clock measurements for space-borne gravimetry are analyzed along with closely-related deficiencies of this method like an extra-ordinary knowledge of the spacecraft velocity, etc. For all these applications besides the near-future prospects, we also discuss the challenges that are related to using those novel clock data in geodesy. Numéro de notice : A2018-197 Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1007/s11214-017-0431-z date de publication en ligne : 30/11/2017 En ligne : https://doi.org/10.1007/s11214-017-0431-z Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=89864 [article]

Détermination du géopotentiel à haute résolution spatiale / Guillaume Lion (2018) 

Public contenu dans 27èmes Journées de la Recherche de l'IGN / Journées Recherche de l'IGN 2018, 27es Journées (22 - 23 mars 2018; Cité Descartes, Champs-sur-Marne - Marne-la-Vallée, France) (2018)   Titre : Détermination du géopotentiel à haute résolution spatiale : apport des horloges atomiques et des algorithmes génétiques Type de document : Article/Communication Auteurs : Guillaume Lion , Auteur ; David Coulot , Auteur ; Isabelle Panet , Auteur ; Pacôme Delva, Auteur ; Peter Wolf, Auteur ; Sébastien Bize, Auteur Congrès : Journées Recherche de l'IGN 2018, 27es Journées (22 - 23 mars 2018; Cité Descartes, Champs-sur-Marne - Marne-la-Vallée, France), Commanditaire Editeur : Saint-Mandé : Institut national de l'information géographique et forestière - IGN Année de publication : 2018 Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie physique [Termes descripteurs IGN] algorithme génétique [Termes descripteurs IGN] horloge atomique [Termes descripteurs IGN] Massif central (France) [Termes descripteurs IGN] modèle de géopotentiel local [Termes descripteurs IGN] montagne [Termes descripteurs IGN] potentiel de pesanteur terrestre [Termes descripteurs IGN] précision centimétrique [Termes descripteurs IGN] réseau gravimétrique local Résumé : (Auteur) Les récentes avancées technologiques en matière de chronométrie permettent de réaliser des comparaisons d'horloge atomique à distance avec une incertitude proche de 10-18 en termes de fréquence relative. Avec une telle exactitude, ces instruments de mesure du temps permettent de faire de la géodésie à une précision centimétrique en mesurant des différences de géopotentiel directement. Dans cet exposé, nous nous intéresserons à la reconstruction du géopotentiel à haute résolution spatiale dans le Massif Central. À l’aide de tests synthétiques, nous discuterons l’apport de mesures horloge au sein d’un réseau gravimétrique existant en région montagneuse. Nous verrons ensuite comment optimiser la position des mesures horloge à l’aide d’algorithmes génétiques pour améliorer la détermination du géopotentiel. Numéro de notice : C2018-035 Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Communication nature-HAL : ComSansActesPubliés-Unpublished Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=91134

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GRACE gravitational signature of the 2011 Mw 9.0 Tohoku-oki earthquake / Isabelle Panet (2018)

Public Titre : GRACE gravitational signature of the 2011 Mw 9.0 Tohoku-oki earthquake Type de document : Article/Communication Auteurs : Isabelle Panet , Auteur ; Sylvain Bonvalot, Auteur ; Clément Narteau, Auteur ; Dominique Remy, Auteur ; Jean-Michel Lemoine, Auteur Congrès : EGU 2018, General Assembly (8 - 13 avril 2018; Vienne, Autriche), Commanditaire Editeur : Munich [Allemagne] : European Geosciences Union EGU Année de publication : 2018 Collection : Geophysical Research Abstracts, ISSN 1607-7962 num. 20 Note générale : EGU2018-9714 Langues : Anglais (eng) Résumé : (auteur) We present a analysis of the 2011 Mw 9.0 Tohoku-oki earthquake gravity variations in a wide space-time window surrounding the event. We identify earthquake-related gravity signals by searching for transient variations near the time of the earthquake in GRACE-reconstructed time series of gravity gradients at different spatial scales. The gravity gradients are expressed in spherical frames rotated along the radial axis in order to enhance gravity variations according to different orientations. Applied to different sets of gravity field models, our analysis allows us to evidence anomalous gravity signals starting a few months before the rupture across the regional subduction system, which cannot be explained by mass redistributions from water cycle sources around Japan nor by GRACE striping. After the rupture, the gravity variations propagate far within the Pacific and the Philippine Sea plates interiors.We further test the presence of the pre-seismic signals by also applying a statistical analysis of the gravity gradient time series, without knowledge on the consecutive rupture. Our findings show that satellite gravity brings unique information to monitor major plate boundaries, which could be used in seismic hazard assessment. Numéro de notice : C2018-070 Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Poster nature-HAL : Poster-avec-CL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=91462

Mass redistributions of the 2011 Mw 9.0 Tohoku-oki earthquake from GRACE / Isabelle Panet (2018)

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Optimization of atomic clock locations for the geopotential determination from gravimetric network / Guillaume Lion (2018)

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Determination of a high spatial resolution geopotential model using atomic clock comparisons / Guillaume Lion in Journal of geodesy, vol 91 n° 6 (June 2017)    

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Multi-scale modeling of Earth's gravity field in space and time / Shuo Wang in Journal of geodynamics, vol 106 (May 2017)  

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Fast computation of general forward gravitation problems / Fabien Casenave in Journal of geodesy, vol 90 n° 7 (July 2016)  

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Evidence for slab material under Greenland and links to Cretaceous High Arctic magmatism / Grace E. Shephard in Geophysical research letters, vol 43 n° 8 (28 April 2016)    

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Joint analysis of GOCE gravity gradients data of gravitational potential and of gravity with seismological and geodynamic observations to infer mantle properties / Marianne Greff-Lefftz in Geophysical journal international, vol 205 n° 1 (April 2016)  

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GOCE : g à l'échelle de la Terre / Isabelle Panet (2016)

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Error analysis of a new planar electrostatic gravity gradiometer for airborne surveys / Karim Douch in Journal of geodesy, vol 89 n° 12 (december 2015)  

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Science and user needs for observing global mass transport to understand global change and to benefit society / Roland Pail in Surveys in Geophysics, vol 36 n° 6 (November 2015)  

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