マントル・マグマ流動及びマグマ流動による弾性波発生の数値シミュレーション

地幔岩浆流及岩浆流产生弹性波的数值模拟

• 批准号: 05231223
• 负责人: 本多 了
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05231223/
• 关键词: マグマ; マントル対流; 火山性地震; 沈み込み帯

マグマあるいはガスが流れる通路内に開閉可能な障害物がある時に生じると考えられる弾性波のスペクトル特性について数値シミュレーションを行なった。障害物の開閉は、マグマあるいはガスの圧力が、ある一定に達したときにおこるものとする。スペクトルはするどいピークを示し、また、流量変化により、ピーク周波数が変化する。単独の障害物の場合においては、流量が増加するにつれピーク周波数が小さくなる傾向を示したが、複数の場合においては、階段状に変化し、また、流量増加に伴いピーク周波数が大きくなる場合があった。この性質は火山性微動の性質と似通っている。この点を確かめるべく、既存の地震記録、および新しく得られた記録を用いて、火山性地震全体と火山性微動の関連について調査した。その結果、B型地震と火山性地震はスペクトル的に見て似通った型が見られる事が、判明した。これらの差は、エネルギーレベルの差であると考えられた。マグマの生成とマントルダイナミクスの関連性を調べるために、地球史において相変化がマントル対流に与える影響を考察する数値シミュレーションを行い、二層の対流から一層対流に変化する時点において上部マントルの温度が上昇することを実際に示した。しかし、この詳細については、初期条件、モデルのアスペクト比に依存する事も判明した。マグマ上昇のメカニズムを解明する為に、沈み込むスラブによって生じる地殻内の二次対流の可能性についての数値シミュレーションを行った。その結果、地毅のレオロジーが重要な役割を示すことが判明した。

对岩浆或气体流过的通道中存在可打开和可关闭的障碍物时发生的弹性波的光谱特性进行了数值模拟。当岩浆或气体的压力达到一定程度时，障碍物就会发生打开和关闭。频谱显示出尖锐的峰值，并且峰值频率随着流量的变化而变化。在单个障碍物的情况下，随着流量的增加，峰值频率呈下降趋势，但在多个障碍物的情况下，峰值频率有时会随着流量的增加而逐渐变化。这种性质与火山地震的性质相似。为了证实这一点，我们利用现有的地震记录和新获得的记录调查了火山地震整体与火山地震之间的关系。结果发现，B型地震和火山地震在频谱上具有相似的类型。这些差异被认为是能量水平的差异。为了研究岩浆生成与地幔动力学之间的关系，我们进行了数值模拟，考虑了地球历史过程中相变对地幔对流的影响，发现上地幔温度从两层对流转变为一层对流实际上已被证明是上升的。然而，我们还发现细节取决于初始条件和模型的纵横比。为了阐明岩浆上升的机制，我们对俯冲板片引起地壳内二次对流的可能性进行了数值模拟。结果发现，Chiki 的流变性起着重要作用。

项目成果

S.Honda and K.Yomogida: "Periodic magma movement in the conduit with a barrier." Geophys.Res.Lett.20. 229-232 (1993)

S.Honda 和 K.Yomogida：“带有屏障的管道中的周期性岩浆运动。”

Y.Iwase and S.Honda: "Deformation of the crustand upper mantle beneath the back-arc caused by the subducting plate" J.Phys.Earth. 41. 337-353 (1994)

Y.Iwase 和 S.Honda：“俯冲板块引起的弧后地壳和上地幔的变形”J.Phys.Earth。

K.Yomogida & J.T.Etgen: "3-D wave propugation in the Los Angeles basin for the whittier-Narrows earthquake." Bulletin of Seismological Society of America. 83. 1325-1344 (1993)

约莫吉达

K.Yomogida: "Defection of anomalous seismic phases by the wavelet transform." Geophysical Journal International. 116. 119-130 (1994)

K.Yomogida：“通过小波变换来改变异常地震相位。”