地震波形インバージョンによる内核境界近傍の詳細構造推定

使用地震波形反演估计内核边界附近的详细结构

基本信息

批准号：
21K03716
负责人：
河合研志
金额：
$ 2.66万
依托单位：
The University of Tokyo
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

本研究では、最近公開されてきているアフリカ大陸の地震波観測網のデータを活用し、そのデータから情報を余すことなく引き出すことができる波形インバージョンを行うことで、アフリカLLSVP(巨大S波低速度異常領域)西側境界域にあたる南大西洋下のD″領域(最下部マントル)の詳細な3次元S波速度構造を推定した。使用した波形データは深発およびやや深発地震からの地震波を震央距離70-100度で観測したおよそ3600本の広帯域地震波形の水平トランスバース成分であり、IRISから取得した。0.005-0.1 Hzの周波数帯のフィルターをかけ、SおよびScSフェーズを含む時間窓を使用した。限られたデータの中で可能な限り高い解像度を維持したままインバージョン結果を安定させるために、可変グリッドインバージョンを行うための手法を開発して適用した。得られた3次元S波速度構造モデルには、ブラジルの下に500 kmスケールの高速度域が複数みられた他、南大西洋下のコア-マントル境界（CMB）直上に複数の小スケール（直径500 km程度）の低速度域が確認された。このうちブラジル下の高速度域は過去のファラロンプレートの沈み込み帯の位置に沿って複数並んでいることから、ファラロンスラブがD″領域に到達するまでの間に幾つかの部分に柱状に分裂したものと考えられる。一方、CMB直上の低速度域は従来の全マントルトモグラフィーでLLSVPとされてきた領域の内部だけでなくその西側にも存在しているが、LLSVPがCMB直上で薄い層（厚さ200 km程度）として西側に伸びているとするフォワードモデリングの研究（Ni & Helmberger 2003）と概ね整合的である。南大西洋下のCMB直上に複数の小スケールの低速度域が確認されたことから、LLSVPは細い上昇流の集合体であることが示唆された。

在这项研究中，我们利用最近发布的非洲大陆地震波观测网络的数据，进行波形反演，可以从数据中提取出南大西洋海底异常区域D”的所有信息。西边界区（最下地幔的详细三维 S 波速度结构是使用 IRIS 获得的在震中距离 70-100 度处观测到的深部和浅部地震的大约 3,600 个宽带地震波形来估计的。可变网格反演用于过滤 Hz 频段，并使用包含 S 和 ScS 相位的时间窗来稳定反演结果，同时在有限的数据内保持尽可能高的分辨率。速度结构模型显示巴西下方500公里范围内存在多个高速区域，以及南大西洋下方多个小尺度区域（直径500公里）。其中，巴西下方的几个高速区域沿着法拉隆板块过去的俯冲带位置排列，因此法拉隆板块位于D''区域，人们认为它在之前分裂成几个柱状部分。它到了。另一方面，CMB正上方的低速区不仅存在于常规全地幔层析成像中被识别为LLSVP的区域内部，而且还存在于其西侧，但LLSVP是一个薄层（约200千米厚），这与正演模型研究（Ni & Helmberger 2003）一致，该研究认为该区域正在向西扩展。在南大西洋 CMB 正上方发现了多个小规模低速区域，表明 LLSVP 是狭窄上升气流的集合。