Résume

 

La dynamique et la structure interne de la Terre sont mal contraintes en profondeur, car les signaux induits en surface, de faible amplitude et basse fréquence, atteignent le seuil de détection des sismomètres. La gravimétrie devient un outil privilégi�E d’investigation de la Terre profonde aux longues périodes. Les variations temporelles de la gravit�Esont enregistrées en permanence par des gravimètres relatifs cryogéniques. Nous étudions les niveaux de bruit de ces stations sur un large spectre de fréquences allant des modes propres sismiques longue période jusqu’aux marées. Nous montrons que les gravimètres supraconducteurs apportent une contribution unique �El’étude des modes de vibration les plus graves qui échantillonnent la Terre de la surface jusqu’au noyau. Nous mettons en avant (1) l’éclatement d�E�Ela rotation et �El’ellipticit�Edu mode propre ₀S₂ en cinq singlets, (2) la première observation du mode sismique ₂S₁, après le séisme du Pérou du 23 juin 2001 de magnitude 8.4.

Nous nous consacrons �Ela recherche du mode propre de translation de la graine ₁S₁ qui n’a jamais ét�Eobserv�E sans ambigu�E�E Sa détection est primordiale car elle permettrait de contraindre le saut de densit�E�El’interface graine - noyau liquide, ainsi que la viscosit�E�Ecette interface et la stratification du noyau fluide. Pour cela nous développons des méthodes de sommation, de détection automatique des signaux et une famille d’ondelettes.

 

Mots clés : modes propres, gravimètres supraconducteurs, triplet de Slichter

 

 

Time varying gravity in relation with the Earth’s intern dynamics: Contribution of superconducting gravimeters

Abstract

 

The Earth’s dynamics and interior structure are badly constrained, particularly in the deep interior, because the surface induced signals are of weak amplitude and low frequency and reach the detection level of seismometers. Gravimetry is then a privileged tool to investigate the Earth’s interior at these long periods. Time varying gravity is permanently recorded at the surface by a worldwide network of cryogenic relative gravimeters. We study the noise levels of all these gravimetric stations over a wide frequency range, from the long period seismic normal modes to the tides. We show that superconducting gravimeters can uniquely contribute to the study of the low frequency Earth’s vibrations, which sample the Earth from the surface to the core. We highlight (1) the splitting due to rotation and ellipticity of the ₀S₂ normal mode into five singlets, (2) the first observation of the ₂S₁ seismic mode, after the 2001, June 23^rd Peru earthquake with a magnitude 8.4.

We search for the normal mode of translation of the inner core, which has never been clearly observed. Its detection is essential as it would constrain the density jump at the inner core boundary, probably also the viscosity and the outer core stratification. For that purpose, we develop some stacking, automatic detection of signals methods and a wavelet representation.

 

Keywords: normal modes, superconducting gravimeters, Slichter triplet