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Inverting Glacial Isostatic Adjustment signal using Bayesian framework and two linearly relaxing rheologies / Lambert Caron in Geophysical journal international, vol 209 n° 2 (May 2017)
[article]
Titre : Inverting Glacial Isostatic Adjustment signal using Bayesian framework and two linearly relaxing rheologies Type de document : Article/Communication Auteurs : Lambert Caron, Auteur ; Laurent Métivier , Auteur ; Marianne Greff-Lefftz, Auteur ; Luce Fleitout, Auteur ; Hélène Rouby , Auteur Année de publication : 2017 Projets : TOSCA / Article en page(s) : pp 1126 - 1147 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de géodésie spatiale
[Termes IGN] anomalie de pesanteur
[Termes IGN] calotte glaciaire
[Termes IGN] élasticité
[Termes IGN] gravimétrie spatiale
[Termes IGN] manteau terrestre
[Termes IGN] méthode de Monte-Carlo par chaînes de Markov
[Termes IGN] rebond post-glaciaire
[Termes IGN] rhéologieRésumé : (Auteur) Glacial Isostatic Adjustment (GIA) models commonly assume a mantle with a viscoelastic Maxwell rheology and a fixed ice history model. Here, we use a Bayesian Monte Carlo approach with a Markov chain formalism to invert the global GIA signal simultaneously for the mechanical properties of the mantle and the volumes of the ice sheets, using as starting ice models two previously published ice histories. Two stress relaxing rheologies are considered: Burgers and Maxwell linear viscoelasticities. A total of 5720 global palaeo sea level records are used, covering the last 35 kyr. Our goal is not only to seek the model best fitting this data set, but also to determine and display the range of possible solutions with their respective probability of explaining the data. In all cases, our a posteriori probability maps exhibit the classic character of solutions for GIA-determined mantle viscosity with two distinct peaks. What is new in our treatment is the presence of the bi-viscous Burgers rheology and the fact that we invert rheology jointly with ice history, in combination with the greatly expanded palaeo sea level records. The solutions tend to be characterized by an upper-mantle viscosity of around 5 × 1020 Pa s with one preferred lower-mantle viscosities at 3 × 1021 Pa s and the other more than 2 × 1022 Pa s, a rather classical pairing. Best-fitting models depend upon the starting ice history and the stress relaxing law. A first peak (P1) has the highest probability only in the case with a Maxwell rheology and ice history based on ICE-5G, while the second peak (P2) is favoured for ANU-based ice history or Burgers stress relaxation. The latter solution also may satisfy lower-mantle viscosity inferences from long-term geodynamics and gravity gradient anomalies over Laurentia. P2 is also consistent with large Laurentian and Fennoscandian ice-sheet volumes at the Last Glacial Maximum (LGM) and smaller LGM Antarctic ice volume than in either ICE-5G or ANU. Exploration of a bi-viscous linear relaxing rheology in GIA now seems logical due to a new set of requirements to satisfy observations of transient post-seismic flow seen so ubiquitously in space gravimetry and other global geodetic data. Numéro de notice : A2017-402 Affiliation des auteurs : LASTIG LAREG+Ext (2012-mi2018) Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1093/gji/ggx083 Date de publication en ligne : 27/02/2017 En ligne : https://doi.org/10.1093/gji/ggx083 Format de la ressource électronique : URL Article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=86108
in Geophysical journal international > vol 209 n° 2 (May 2017) . - pp 1126 - 1147[article]Is the Jason-2 DORIS oscillator also affected by the South Atlantic Anomaly? / Pascal Willis in Advances in space research, vol 58 n° 12 (15 December 2016)
[article]
Titre : Is the Jason-2 DORIS oscillator also affected by the South Atlantic Anomaly? Type de document : Article/Communication Auteurs : Pascal Willis , Auteur ; Michael B. Heflin, Auteur ; Bruce J. Haines, Auteur ; Yoaz E. Bar-Sever, Auteur ; Willy I. Bertiger, Auteur ; Mioara Mandea, Auteur Année de publication : 2016 Article en page(s) : pp 2617 - 2627 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Systèmes de référence et réseaux
[Termes IGN] anomalie de Bouguer
[Termes IGN] Atlantique Sud
[Termes IGN] co-positionnement
[Termes IGN] données DORIS
[Termes IGN] données GPS
[Termes IGN] erreur systématique
[Termes IGN] Jason
[Termes IGN] oscillateur
[Termes IGN] positionnement ponctuel précis
[Termes IGN] résidu
[Termes IGN] série temporelle
[Termes IGN] station permanenteRésumé : (auteur) We analyzed time series of daily DORIS and GPS station coordinate estimates derived from Precise Point Positioning (PPP). The DORIS coordinates were estimated using Jason-2 precise orbits based on GPS data only, implying that the station positions from the two techniques are expressed in the same GPS-based terrestrial reference frame. Comparisons of 3-D vectors of such co-located stations show systematic biases in position around South America when compared to local geodetic ties. We conclude that these results could be explained by a sensitivity of the Jason-2/DORIS oscillator to radiation when the satellite passes over the South Atlantic Anomaly (SAA). The effect for Jason-2 manifests mainly as an offset in station coordinates, though there is also evidence of a drift at the start of the mission that diminishes in time. This contrasts with the experience on Jason-1, wherein large, persistent drifts were observed for stations in this same (SAA) region. The spurious drift is much (∼90%) smaller for Jason-2, which may be attributable to the steps taken prior to launch to harden the oscillator. Analysis of DORIS Doppler residuals may indicate some small degradation after 2009 for these stations. Numéro de notice : A2016--178 Affiliation des auteurs : LASTIG LAREG+Ext (2012-mi2018) Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1016/j.asr.2016.09.015 Date de publication en ligne : 21/09/2016 En ligne : https://doi.org/10.1016/j.asr.2016.09.015 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=91806
in Advances in space research > vol 58 n° 12 (15 December 2016) . - pp 2617 - 2627[article]Evidence for postglacial signatures in gravity gradients: A clue in lower mantle viscosity / Laurent Métivier in Earth and planetary science letters, vol 452 (October 2016)
[article]
Titre : Evidence for postglacial signatures in gravity gradients: A clue in lower mantle viscosity Type de document : Article/Communication Auteurs : Laurent Métivier , Auteur ; Lambert Caron, Auteur ; Marianne Greff-Lefftz, Auteur ; Gwendoline Pajot-Métivier , Auteur ; Luce Fleitout, Auteur ; Hélène Rouby , Auteur Année de publication : 2016 Article en page(s) : pp 146 - 156 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie physique
[Termes IGN] Amérique du nord
[Termes IGN] anomalie de pesanteur
[Termes IGN] déformation de la croute terrestre
[Termes IGN] gradient de gravitation
[Termes IGN] manteau terrestre
[Termes IGN] paléocontinent
[Termes IGN] viscositéRésumé : (auteur) The Earth's surface was depressed under the weight of ice during the last glaciations. Glacial Isostatic Adjustment (GIA) induces the slow recession of the trough that is left after deglaciation and is responsible for a contemporary uplift rate of more than 1 cm/yr around Hudson Bay. The present-day residual depression, an indicator of still-ongoing GIA, is difficult to identify in the observed topography, which is predominantly sensitive to crustal heterogeneities. According to the most widespread GIA models, which feature a viscosity of 2–3×1021 Pa s2–3×1021 Pa s on top of the lower mantle, the trough is approximately 100 m deep and cannot explain the observed gravity anomalies across North America. These large anomalies are therefore usually attributed to subcontinental density heterogeneities in the tectosphere or to slab downwelling in the deep mantle.
Here, we use observed gravity gradients (GG) to show that the uncompensated GIA trough is four times larger than expected and that it is the main source of the North American static gravity signal. We search for the contribution to these GGs from mantle mass anomalies, which are deduced from seismic tomography and are mechanically coupled to the global mantle flow. This contribution is found to be small over Laurentia, and at least 82% of the GGs are caused by GIA. Such a contribution from GIA in these GG observations implies a viscosity that is greater than 1022 Pa s1022 Pa s in the lower mantle.
Our conclusions are a plea for GIA models with a highly viscous lower mantle, which confirm inferences from mantle dynamic models. Any change in GIA modelling has important paleoclimatological and environmental implications, encouraging scientists to re-evaluate the past ice history at a global scale. These implications, in turn, affect the contribution of bedrock uplift to the contemporaneous mass balance over Antarctica and Greenland and thus the present-day ice-melting rate as deduced from the GRACE space mission. Additionally, studies of the thermo-chemical structure of the lithosphere/crust under North America that exploit gravity or geodetic data should be corrected for a GIA model, which is not the case today.Numéro de notice : A2016-906 Affiliation des auteurs : LASTIG LAREG+Ext (2012-mi2018) Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1016/j.epsl.2016.07.034 Date de publication en ligne : 16/08/2016 En ligne : http://dx.doi.org/10.1016/j.epsl.2016.07.034 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=83034
in Earth and planetary science letters > vol 452 (October 2016) . - pp 146 - 156[article]Contribution of mass density heterogeneities to the quasigeoid-to-geoid separation / Robert Tenzer in Journal of geodesy, vol 90 n° 1 (January 2016)
[article]
Titre : Contribution of mass density heterogeneities to the quasigeoid-to-geoid separation Type de document : Article/Communication Auteurs : Robert Tenzer, Auteur ; Christian Hirt, Auteur ; Pavel Novák, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2016 Article en page(s) : pp 65-80 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie physique
[Termes IGN] anomalie de pesanteur
[Termes IGN] champ de pesanteur terrestre
[Termes IGN] harmonique sphérique
[Termes IGN] masse de la Terre
[Termes IGN] modèle de densité
[Termes IGN] quasi-géoïde
[Termes IGN] topographieRésumé : (auteur) The geoid-to-quasigeoid separation is often computed only approximately as a function of the simple planar Bouguer gravity anomaly and the height of the computation point while disregarding the contributions of terrain geometry and anomalous topographic density as well as the sub-geoid masses. In this study we demonstrate that these contributions are significant and, therefore, should be taken into consideration when investigating the relation between the normal and orthometric heights particularly in the mountainous, polar and geologically complex regions. These contributions are evaluated by applying the spectral expressions for gravimetric forward modelling and using the EIGEN-6C4 gravity model, the Earth2014 datasets of terrain, ice thickness and inland bathymetry and the CRUST1.0 sediment and (consolidated) crustal density data. Since the global crustal density models currently available (e.g. CRUST1.0) have a limited accuracy and resolution, the comparison of individual density contributions is—for consistency—realized with a limited spectral resolution up to a spherical harmonic degree 360 (or 180). The results reveal that the topographic contribution globally varies between −0.33 and 0.57 m, with maxima in Himalaya and Tibet. The contribution of ice considerably modifies the geoid-to-quasigeoid separation over large parts of Antarctica and Greenland, where it reaches ∼0.2 m. The contributions of sediments and bedrock are less pronounced, with the values typically varying only within a few centimetres. These results, however, have still possibly large uncertainties due to the lack of information on the actual sediment and bedrock density. The contribution of lakes is mostly negligible; its maxima over the Laurentian Great Lakes and the Baikal Lake reach only several millimetres. The contribution of the sub-geoid masses is significant. It is everywhere negative and reaches extreme values of −4.43 m. According to our estimates, the geoid-to-quasigeoid separation globally varies within −4.19 and 0.26 m while the corresponding values computed according to a classical definition are only negative and reach extreme values of −3.5 m. A comparison of these results reveals that inaccuracies caused by disregarding the terrain geometry and mass density heterogeneities distributed within the topography and below the geoid surface can reach ±2 m or more in the mountainous regions. Numéro de notice : A2016-019 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1007/s00190-015-0858-5 Date de publication en ligne : 01/10/2015 En ligne : https://doi.org/10.1007/s00190-015-0858-5 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=79466
in Journal of geodesy > vol 90 n° 1 (January 2016) . - pp 65-80[article]
Titre : Détermination de l’exactitude d’un géoïde gravimétrique Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Zahra Ismaïl, Auteur ; Zuheir Altamimi , Directeur de thèse ; Olivier Jamet , Directeur de thèse Editeur : Paris : Université de Paris 7 Denis Diderot Année de publication : 2016 Importance : 156 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie
Thèse de doctorat de l’Université de recherche Paris Sciences et Lettres, PSL Research University, préparée à l’Observatoire de Paris, Astronomie et astrophysique d'Ile-de-France, Spécialité GéodésieLangues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie physique
[Termes IGN] altitude normale
[Termes IGN] anomalie de pesanteur
[Termes IGN] champ de pesanteur terrestre
[Termes IGN] figure de la Terre
[Termes IGN] formule de Molodensky
[Termes IGN] géoïde gravimétrique
[Termes IGN] gravimétrie
[Termes IGN] GravSoft
[Termes IGN] intégrale de Stokes
[Termes IGN] interpolation
[Termes IGN] méthode retrait - calcul - restauration
[Termes IGN] modèle de géopotentiel
[Termes IGN] modèle numérique de terrain
[Termes IGN] quasi-géoïdeIndex. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (auteur) La détermination des modèles de géoïde avec une précision centimétrique fait partie des objectifs principaux de différents groupes de recherche. Une des méthodes les plus utilisées afin de calculer un modèle de géoïde est le Retrait-Restauration en utilisant le terrain résiduel. Cette méthode combine les informations à des courtes, moyennes et grandes longueurs d'onde via trois étapes principales en appliquant la formule de Stokes. Nous étudions pour chaque étape les sources d'erreurs et leur influence sur la précision du calcul du géoïde. Nous nous intéressons plus particulièrement à la correction de terrain ans la première étape (le retrait) et à l'estimation de la précision de l'intégrale de Stokes dans la deuxième étape (l'intégration). Nous donnons des estimations des valeurs minimales des rayons d'intégration dans ces deux cas. Concernant la correction de terrain, nous montrons notamment que, si les valeurs issues d'études antérieures sont admissibles pour un objectif de précision centimétrique sur le géoïde, il convient de distinguer le rayon utilisé pour le calcul du retrait et celui utilisé pour le calcul de la restauration du signal correspondant sur le géoïde : les valeurs usuelles utilisées pour le retrait peuvent conduire à des erreurs décimétriques lors de la restauration. Concernant le calcul de l'intégrale de Stokes, nous montrons que les rayons d'intégrations prônés dans des études antérieures sont probablement sous-estimés. Cependant, nous notons, sur la base d'une étude de la précision par bande spectrale, que le noyau non modifié de Stokes a une exactitude limitée, dans un cas idéal, de l'ordre de 10% du signal à restituer — ce qui correspond à plusieurs centimètres dans les cas pratiques. Note de contenu : Introduction
1 LA CONNAISSANCE DU GEOÏDE
1.1 Notions de base
1.2 Historique
1.3 La précision des modèles de géoïde aujourd’hui
1.4 Conclusion
2 RETRAIT-CALCUL-RESTAURATION
2.1 Principes généraux
2.2 Calcul de l’effet de la topographie
2.3 Logiciel utilisé : GRAVSOFT
2.4 Exemple de calcul
2.5 Conclusion
3 SOURCES D’ERREURS
3.1 Analyse générale
3.2 Erreurs sur les données issues des observations
3.3 Erreurs sur les modèles de basses et hautes fréquences
3.4 Approximations de calcul
3.5 Synthèse
4 ÉTUDE DE LA MODELISATION DE L’EFFET DE LA TOPOGRAPHIE
4.1 Introduction
4.2 Données et Méthodologie
4.3 Rayon d’intégration R2
4.4 Rayon d’intégration R1
4.5 Propagation des erreurs sur la correction du terrain
4.6 Conclusion
5 LA PHASE D’INTEGRATION
5.1 Introduction
5.2 Méthodologie
5.3 Données et logiciels
5.4 Principaux résultats
5.5 Conclusion
5.6 Accuracy of unmodified Stokes’s integration in the R-C-R procedure for geoid computation
6 CONCLUSION ET PERSPECTIVESNuméro de notice : 17302 Affiliation des auteurs : LASTIG LAREG (2012-mi2018) Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Thèse française Note de thèse : thèse de doctorat : Géodésie : Observatoire de Paris : 2016 Organisme de stage : LAREG (IGN) nature-HAL : Thèse DOI : sans En ligne : https://hal.science/tel-01431701v1 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=83065 Gravity field modelling and gravimetry / Jan Krynski in Geodesy and cartography, vol 64 n° 2 (December 2015)PermalinkA surface spherical harmonic expansion of gravity anomalies on the ellipsoid / S.J. Claessens in Journal of geodesy, vol 89 n° 10 (october 2015)PermalinkGravimetric and magnetic anomalies produced by dissolution-crystallization at the core-mantle boundary / Mioara Mandea in Journal of geophysical research : Solid Earth, vol 120 n° 9 (September 2015)PermalinkAccuracy of unmodified Stokes’ integration in the R-C-R procedure for geoid computation / Zahra Ismaïl in Journal of applied geodesy, vol 9 n° 2 (June 2015)PermalinkAnalysis of star camera errors in GRACE data and their impact on monthly gravity field models / Pedro Inácio in Journal of geodesy, vol 89 n° 6 (June 2015)PermalinkAssimilation of GRACE-derived oceanic mass distributions with a global ocean circulation model / J. Saynisch in Journal of geodesy, vol 89 n° 2 (February 2015)PermalinkComparison among three harmonic analysis techniques on the sphere and the ellipsoid / Hussein Abd-Elmotaal in Journal of applied geodesy, vol 8 n° 1 (April 2014)PermalinkGDQM-PL13 – the new gravimetric quasigeoid model for Poland / Malgorzata Szelachowska in Geoinformation issues, vol 6 n° 1 (2014)PermalinkMapping the mass distribution of Earth's mantle using satellite-derived gravity gradients / Isabelle Panet in Nature geoscience, vol 7 n° 2 (February 2014)PermalinkGlobal Earth structure recovery from state-of-the-art models of the Earth’s gravity field and additional geophysical Information / K. Hamayun (2014)Permalink