短周期地震波を用いた固体地球内部の不均質構造の解明

利用短周期地震波阐明固体地球内部的非均质结构

基本信息

批准号：
10J03143
负责人：
江本賢太郎
金额：
$ 0.9万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2011
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J03143/
关键词：
マルコフ近似地震波エンベロープマントル

项目摘要

地球内部の不均質構造をより詳細に調べるための手法開発として,マルコフ近似理論に速度不連続境界を取り入れ,決定論的手法から求められる構造とランダム不均質構造を仮定した統計的手法の融合を行った.平面波入射の場合の理論は前年度の研究により構築されており,本年度は点震源から放射される球面波の場合へと拡張を行った.速度境界において平面波入射の場合に行った散乱波の角度分布の修正の他に,波面の曲率を修正することにより,短周期地震波エンベロープの理論的導出に成功した.決定論的手法によって地球内部にはいくつかの速度不連続境界が存在することが明らかになっており,本研究で導出した手法を用いることによって,大規模な構造を考慮し,そこに重畳するランダム不均質構造の推定が可能となった.これまでの研究例が少ないマントルにおける短波長不均質構造を解明するために,日本列島直下で発生した地震のS波とScS波をHi-net(防災科学技術研究所)の多観測点を用いて解析した.観測される地震波エンベロープの幅から,マントルにも短波長不均質構造が存在しているが,速度ゆらぎの程度は非常に弱いことを示唆された.この観測されたエンベロープに,本研究で導出したマルコフ近似に基づく手法を適用した結果,リソスフェアにおける短波長不均質は従来の研究と同程度であったが,マントルでは従来の報告例よりも弱い短波長な速度ゆらぎが推定された.この結果は,地震波の相によって受ける速度ゆらぎの影響が異なる可能性と,マントルに非等方な短波長速度ゆらぎが存在している可能性を示唆するものとなった.本研究の手法は浅部の地震に対しても適用可能であり,さまざまな大きさのスケールで地球内部の不均質構造を明らかにされることが期待される.これらの結果をIUGGと地震学会において発表した.また,理論導出の一部をEmoto et al. (2012)として公表した.

为了开发一种方法来更详细地研究地球内的异质结构，我们将速度不连续性边界纳入了马尔可夫近似理论，并融合了统计方法，这些方法假设确定性方法和随机异质结构所需的结构。飞机波发生的理论是通过往年的研究构建的，今年我们扩展到了从点源发出的球形波。除了校正在速度边界处的平面波发生的情况下进行的散射波的角分布外，我们还使用了波前的曲率。通过修改短期地震波封底，我们成功地得出了理论推导。确定性方法表明，地球内部存在几个速度不连续的边界，并且通过使用本研究中得出的方法，可以考虑大规模结构并估算在那里重叠的随机随机异质结构。为了澄清地幔中的短波长异质结构，在以前的情况下已经进行了研究，我们已经实现了直接发生在日本群岛下方的地震的S波和S波。使用HI-NET（预防科学与技术研究所）的多个观察点分析了CS浪潮。观察到的地震波形包膜的宽度表明地幔具有短波不均匀结构，但速度波动的程度非常薄。基于本研究中得出的马尔可夫近似的方法应用于观察到的包膜，尽管岩石圈中的短波不均匀性与先前的研究相似，但地幔中的短波波弱于先前的报告示例。估计速度波动较长。结果表明，地震波阶段引起的速度波动的影响可能有所不同，并且在地幔中可能存在各向异性短波速度波动。这项研究的方法也适用于浅层地震，预计将揭示地球内部各种大小的异质结构。这些结果是在艾格和地震学会提出的。此外，某些理论推导基于情绪。出版为等。（2012年）。