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Thèse soutenue

Apport des modeles de convection a l'interpretation des donnees sismiques

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Auteur / Autrice : Pierre Vacher
Direction : Christophe Sotin
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Terre, océan, espace
Date : Soutenance en 1995
Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

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L'une des possibilites pour interpreter les modeles tomographiques en termes de temperature et de chimisme est de calculer des vitesses sismiques theoriques a l'aide des theories de physique des materiaux, puis de les comparer aux modeles sismiques. Ce travail propose d'utiliser plusieurs profils adiabatiques differents. On peut ainsi simuler l'effet thermique des transitions de phase: les vitesses sismiques des differentes phases d'un meme mineral ne sont pas calculees le long d'un meme profil adiabatique, permettant de mieux comprendre les sauts de vitesses aux discontinuites du manteau terrestre. Les profils de temperature issus de modeles numeriques de convection incompressibles peuvent etre utilisees dans le cadre de ces theories. Les premiers resultats obtenus montrent des gradients de vitesses synthetiques tres proches des gradients de vitesses observees, mais des valeurs absolues de vitesses trop elevees, suggerant que les temperatures du modele de convection utilise sont trop faibles d'environ 400 k. En deux dimensions, les champs de vitesses synthetiques apportent des contraintes sur l'interpretation des modeles tomographiques, grace a leur haute resolution: une structure apparemment superficielle dans un modele tomographique peut correspondre a une structure tres profonde en realite. Un modele de convection du manteau martien est utilise avec les memes methodes, dans l'optique d'interpreter les futurs signaux enregistres a la surface de mars. Une analyse detaillee du diagramme de phase de l'olivine montre que le taux de fer present dans le manteau martien est le parametre cle de cette etude: avec 10% de fer, de fortes discontinuites sismiques existent. En augmentant le taux de fer, ces discontinuites s'attenuent, et disparaissent pour une teneur en fer mantellique de 40%. Les consequences de ces variations sur la taille et la nature du noyau de mars et sur son moment d'inertie sont etudiees