Origin of inner core hemispherical dichotomy : laboratory modeling using transmitted and reflected waves

内核半球二分法的起源：使用透射波和反射波的实验室建模

基本信息

批准号：
21K03717
负责人：
隅田育郎
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kanazawa University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

地震学的観測に基づき、内核を構成する鉄の結晶サイズが東西半球で異なるという仮説が提案されている。本研究はこの仮説を検証する基礎として、水で飽和した粉粒体（粒径ｄ）層の表面で反射、またその中を透過する超音波（波数ｋ）を実測し、ｋｄの関数で反射係数、コーダ波、Ｐ波速度Ｖｐ、減衰（１/Q）を調べることを目的としている。昨年度完成した円筒型容器に1MHzと10MHzの超音波素子を設置し、粉粒体の粒径を２桁以上変えて、反射波、透過波の測定を行った。そしてｋｄが増加すると、入射する波形と類似したeffective-medium type、レイリー散乱の特徴である正分散が見られるdispersion - type、コーダ波を伴うcoda - type、の３通りに分類した。そして反射波と透過波の波形の組み合わせから、ｄを４つの範囲に制約できることを示した。反射係数については先行研究と同様にｄと伴に減少することを確認した。さらに反射波に伴うコーダ波のエンベロープを解析したところ、ｄの増加と伴に、コーダのエネルギーが増大することに加えて、ピークが遅延することが分かった。そこで地震学で使われてきたエンベロープのモデルにフィットしたところ、エンベロープの減衰を表わすコーダＱよりも、波の広がりを指すパラメータｎの方が粒径に強く依存することが分かった。これは内核の反射コーダのｎ値から粒径が制約できることを示唆している。次に粉粒体層の厚さを反射波で測定した上で、透過波を計測した。その結果、粒径が大きくなるに従い、Vp、減衰が増大すること、また有効媒質理論、波線理論から推定されるVpと整合的であることを示した。これは内核の東半球の方が粒径が大きいという仮説を実験的に裏付ける結果である。以上の結果は、指導学生の修士論文としてまとめられ、投稿論文の準備を開始した。

基于地震学观察，已经提出，构成内核的铁的晶体大小在东半球之间有所不同。作为检验该假设的基础，这项研究的目的是实际测量反射在粉状颗粒（粒径D）表面上的超声波（波数K），并使用KD的功能检查了充满水的层层的层层，并检查反射系数，CODA波，P波速度VP和衰减（1/Q）。将1MHz和10MHz的超声元件安装在去年完成的圆柱容器中，并通过将粒径更改粒径换两个数量级来改变粉末和颗粒的粒径，并测量了反射的和透射波。当KD增加时，结果将分为三类：有效的中型类型类似于入射波形，分散类型，它显示了阳性分散体，这是瑞利散射的特征，以及带有CODA波的CODA型。然后证明，D可以约束至四个范围，从反射和传输波浪的组合组合。与以前的研究一样，已经证实，反射系数随d的降低。此外，对与反射波相关的码头波的包膜的分析表明，随着D的增加，Codermor的能量增加，峰延迟。因此，当拟合地震学中使用的包络模型时，发现引用波扩散的参数n比代表信封的衰减的编码器Q更依赖于粒径。这表明粒径可以由内核中反射编码器的n值限制。接下来，使用反射波测量粉末和颗粒层的厚度，然后测量传输波。结果，结果表明，随着粒径的增加，VP和衰减增加，并且与从有效的培养基理论和波浪线理论中估计的VP一致。该结果在实验上支持以下假设：内核中的东半球具有较大的粒径。上述结果是作为讲师的硕士论文汇编的，并开始准备提交论文的准备。