Tomographie sismique globale du manteau par inversion Backus–Gilbert de données de modes propres et d’ondes de volume à fréquences finies

Knowledge about the Earth’s deep structures comes mainly from seismic tomography. Of course, other sources of information are available to better understand the deep Earth’s interior such as magnetism, geodesy or geochemistry. For several years, seismic tomography steadily improved, by both new developments in theory and new data. In this study, we will present the first unbiased tomographic images of the mantle obtained through a rejuvenated Backus–Gilbert joint inversion of two different data sets: finite-frequency shear-wave time-residuals and normal modes data. The Backus–Gilbert inversion scheme allows to interpret quantitatively the unbiased multi-resolution images. The Backus–Gilbert inversion allows to obtain unbiased model estimates and the associated appraisal (resolution and uncertainties). For the first time, a joint Backus–Gilbert tomography is delivered to the community with its associated appraisal. In the last part we show how we can quantitatively interpret a complex geodynamical structure inside the mantle.La tomographie sismique est fondamentale dans l’apport des connaissances liées aux structures profondes de la Terre. Bien que d’autres domaines des géosciences soient également des sources importantes d’information tels que le géomagnétisme, la géodésie ou la géochimie. Depuis plusieurs années, la technique de tomographie sismique ne cesse de s’améliorer et des images toujours plus précises de l’intérieur de la Terre sont produites. L’amélioration de ces images est principalement due aux développements théoriques mais également à l’acquisition de nouvelles données permettant d’imager des zones jusqu’ici peu contraintes. Dans cette étude, nous présentons le premier modèle tomographique du manteau terrestre inversé conjointement avec des ondes de volume et des modes propres dans un schéma d’inversion de type Backus–Gilbert. Ce schéma d’inversion permet de produire des images quantitatives et non biaisées du manteau terrestre. L’inversion Backus–Gilbert permet d’obtenir des estimations du modèle de Terre non biaisées avec des outils permettant d’évaluer le modèle (résolution et incertitudes). L’utilisation de ces outils d’évaluation du modèle tomographique est présentée à travers un exemple concret