Study of flows at the top of Earth's core: from 17th to 21th century
Etude des mouvements à la surface du noyau terrestre : du 17ème au 21ème siècle
Résumé
In order to study the dynamics of the Earth's outer core, we compute core surface flows from observations of the main magnetic field. The relevance of these computations is confirmed by the similarities of the flows obtained with two independent methods and the results of different synthetic tests. Two different kind of observations are used: ground-based observations for the time period 1590-1990 and recent high-resolution satellite observations. We thus obtain a time series of the historical flows as well as a detailed model of the present flow. The evaluation of errors associated to these flows enable us to identify their reliable features. The velocity fields we obtain are in good agreement with different phenomena appearing in 3D-simulations of core dynamics. We also show that geomagnetic jerks have an explicit signature in
core surface dynamics. In the last chapter, a variational data assimilation method for the study of the Earth's core is introduced.
core surface dynamics. In the last chapter, a variational data assimilation method for the study of the Earth's core is introduced.
Afin d'étudier la dynamique du noyau terrestre, nous reconstruisons les mouvements à la surface du noyau liquide compatibles avec les observations du champ magnétique. La similitude des mouvements obtenus par deux méthodes indépendantes et les résultats de tests synthétiques confirment la pertinence de ces reconstructions. Deux types d'observations sont utilisées : des observations terrestres couvrant la période 1590-1990 et des observations satellitaires haute-résolution récentes. Une série temporelle des mouvements
historiques et un modèle détaillé des mouvements actuels sont obtenus. L'estimation des marges d'erreurs associées permet d'identifier les structures fiables. Nos reconstructions sont en accord avec différents phénomènes mis en évidence par des modélisations 3D du noyau. Nous montrons aussi que les jerks géomagnétiques ont une signature dynamique très nette. Enfin, nous posons les bases d'une méthode d'assimilation variationnelle de données adaptée à l'étude du noyau.
historiques et un modèle détaillé des mouvements actuels sont obtenus. L'estimation des marges d'erreurs associées permet d'identifier les structures fiables. Nos reconstructions sont en accord avec différents phénomènes mis en évidence par des modélisations 3D du noyau. Nous montrons aussi que les jerks géomagnétiques ont une signature dynamique très nette. Enfin, nous posons les bases d'une méthode d'assimilation variationnelle de données adaptée à l'étude du noyau.