Surveillance du déplacement du sol japonais suite à des évènements environnementaux, tectoniques ou sismiques
Ce jeu de données fournit des séries temporelles de positions quotidiennes (Nord, Est et Verticale), dans le système de référence ITRF14 [Altamimi et al., 2017], traitées à ISTerre pour les stations du réseau d'observation GNSS japonais (GEONET) [Tsuji et al., 2017].
Le système mondial de navigation par satellite (GNSS) est l'une des sources d'information de référence en géodésie. Ces données permettent d’analyser le déplacement du sol et son évolution temporelle avec une précision millimétrique (Blewitt et al., 2018). Le Japon subit de nombreuses déformations de surface et vit sous la menace de plusieurs risques telluriques (séismes, tsunamis ou éruptions volcaniques). Le réseau GEONET a commencé à être installé en 1994 est aujourd'hui constitué de 1439 stations GNSS avec un maillage de ∼20 km.
Les données GEONET ont été traitées par différents groupes pour transformer l'observation GNSS brute en séries temporelles de position plus facilement interprétables. La solution GEONET F3 de l'Agence météorologique japonaise [Nakagawa et al., 2009 ; Tsuji et al., 2017] et la solution du Nevada Geodetic Laboratory (http://geodesy.unr.edu) [Blewitt et al., 2018] pour les données après 2008, ont été utilisées dans nombre d'études géophysiques, dont le séisme de Tohoku en 2011 [e.g. Hooper et al., 2013 ; Sun et al., 2014]. Nous fournissons une solution indépendante qui permet de réaliser des analyses comparatives et des études affinées. Les séries temporelles de positions ont été calculées avec le logiciel GAMIT [Herring et al., 2018] qui utilise une approche par double différence et qui estime les positions des stations, les délais atmosphériques, les orbites des satellites et les paramètres d'orientation de la Terre.
Ces séries temporelles sont utilisées pour surveiller le déplacement du sol en réponse à des forçages environnementaux (comme les marées, le manteau neigeux ou l'hydrologie), tectoniques ou sismiques, et pour caractériser la réponse mécanique de la terre à ces forçages. Si l'on considère uniquement le domaine du cycle sismique, des avancées majeures ont pu être réalisées en utilisant les données GEONET, notamment la découverte de la déformation post-sismique après les séismes de subduction [Heki et al., 1997], ou la découverte des glissements lents épisodiques (ETS) à Nankai [Obara et al., 2004] qui a constitué un changement de paradigme dans la compréhension mécanique des failles et physique des séismes.
Le présent jeu de données a été utilisé dans le cadre de 4 thèses de doctorat. Il a permis de : revisiter la récurrence des glissements lents à Boso [Gardonio et al., 2018] ; caractériser le changement de couplage avant le séisme de Tohoku en 2011 (Marill et al, 2021) ; montrer que la déformation post- Tohoku suit une loi de fluage fragile (Periollat et al., 2022), rechercher de petits glissements lents (Marill et al., 2022) ; et caractériser la source des séismes par apprentissage automatique sur le GNSS (Costantino et al. 2022).
Figure (a) : Contexte sismique du Japon et déploiement de GEONET. Chaque point représente une station, sa couleur indiquant son année d’installation. Les triangles représentent les stations dont les séries temporelles sont présentées dans le panneau de droite.
Figure (b) : Comparaison du traitement GAMIT/GLOBK à ISTerre et de celui F3 de JMA. Séries temporelles sans tendance dont la composante Est est affichée : en bleue pour GAMIT/GLOBK, et en noir pour F3. Les lignes verticales noires montrent l’occurrence du séisme Tohoku de magnitude 9.0 en 2011. Pour des raisons de lisibilité, les co-séismes générés par le séisme Tohoku de magnitude 9.0 en 2011 ont été enlevés.