常時地球自由振動データ解析に基づくmHz帯重力波の探索の新展開

基于恒定地球自由振动数据分析寻找mHz波段引力波的新进展

基本信息

批准号：
16029203
负责人：
綿田辰吾
金额：
$ 0.77万
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 on Priority Areas
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16029203/
关键词：
レーサ歪計表面波巨大地震歪地震動理論歪地動

项目摘要

将来の重力波探査計画の候補地として神岡鉱山地下が検討されている。神岡レーザーひずみ計は温度降雨などによる環境の変化に起因するノイズを避けるため、地表から1キロの深さにある観測坑道に設置されている。ひずみ計は南北と東西2方向に100メートル離れた岩盤上の2地点の距離の変化を検出し、計測器の分解能は1E-13に達する。地球潮汐から微小地震まで計測するDC-20Hzの超広帯域と超広ダイナミックレンジがこの装置の特徴である。2003年後半に発生した二つの巨大地震、2003年9月25(世界時)十勝沖地震M8.3と2003年8月21日ニュージーランド南方沖地震M7.5に伴う良好な長周期表面波と自由振動記録が得られた。気圧変化に不感である面積歪に換算したNS-EW成分では、十勝沖地震では周期約900秒の0T6まで明瞭に振幅スペクトルとして計測されている。1-4mHz表面波の帯域では、球対称地球で計算すると観測された歪波形と大きく異なる。観測された歪波形は地球を周回するラブ波の振幅が、球対称地球から予測される歪記録に比べ約5倍大きく、また観測されたレイリー波R2,R3に比ベラブ波G2,G3は約4倍の振幅を持つが、球対称地球では逆にラブ波はレイリー波の約半分の大きさとなる。今回新たに開発した非球対称地球モデル(自転、回転楕円形状、3次元大規模地球内部不均質構造)に対する理論合成歪計記録では、このラブ波の振幅異常をほぼ説明できる。ニュージーランド南方沖地震では1-4mHz帯域でラブ波が卓越した波形が観測された。球対称地球に対する理論合成歪記録ではG2の到達時刻が観測された時刻より約20秒遅れるが、非球対称地球に対する合成歪記録では到達時刻の差はほぼ解消される。レーザひずみ計が長周期地震計として機能することが確認された。

神冈矿山的地下区域正在被考虑作为未来引力波勘探项目的候选地点。神冈激光应变仪安装在地表以下1公里的观测隧道中，以避免温度、降雨等环境变化引起的噪音。应变仪检测岩石上相距100米的两点在南北和东西方向上的距离变化，仪器的分辨率达到1E-13。该设备的特点是具有DC-20Hz超宽带和超宽动态范围，可以测量从地球潮汐到微地震的一切。与 2003 年下半年发生的两次大地震（2003 年 9 月 25 日（UTC）的 M8.3 十胜冲地震和日本新海岸 M7.5 地震）相关的良好长周期面波和自由度2003 年 8 月 21 日，西兰岛。获得了振动记录。对于十胜冲地震，NS-EW 分量转换为面应变，对大气压力的变化不敏感，可清楚地测量到 0T6 的振幅谱，周期约为 900 秒。在1-4mHz表面波段，在球对称地球上计算的畸变波形与观测到的畸变波形存在显着差异。观测到的畸变波形表明，绕地球运行的洛夫波的振幅比球对称地球预期的畸变记录大约5倍，洛夫波G2和G3比观测到的瑞利波R2和R约大5倍。 R3。尽管洛夫波的振幅是瑞利波的四倍，但在球对称的地球上，洛夫波的大小约为瑞利波的一半。新发展的非球面对称地球模型（自转、椭球形状、地球三维大尺度内部异质结构）理论合成的应变仪记录几乎可以解释这种洛夫波振幅异常。在新西兰南部近海地震期间，观测到以 1-4mHz 频段内的洛夫波为主的波形。在球对称地球的理论合成应变记录中，G2的到达时间比观测时间晚约20秒，但在非球对称地球的合成应变记录中，到达时间的差异几乎被消除。证实了激光应变仪具有长周期地震仪的功能。