次世代マルチモード表面波トモグラフィー法の研究：アレイ解析によるアプローチ

下一代多模表面波层析成像方法研究：基于阵列分析的方法

基本信息

批准号：
18J22114
负责人：
松澤仁志
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J22114/
关键词：
地震波トモグラフィー表面波高次モードアレイ解析北米大陸

项目摘要

地震表面波は上部マントル～マントル遷移層の広域な３次元構造モデルの復元に必要不可欠な情報源である．特に，より深部に感度を有する高次モード表面波を利用することで，深さ200km以深の構造を詳細に調べることが可能である．本研究では，マルチモード表面波の位相速度情報を用いて，「波線」と「波面」に基づく計測情報を組み合わせた，新たな地球深部3次元異方性不均質構造の高精度イメージング法の確立を目的とする．研究員は，長さ2000-4000 kmスケールの1次元アレイ解析に基づくマルチモード表面波の位相速度計測法及び線形ラドン変換を用いたモード波形分離法の開発を行い，米国の高密度広帯域地震観測アレイUSArray（観測点間隔約70 km）における観測波形への応用に取り組んできた．これまでの研究成果から，北米大陸の位相速度マップについて，長さ数千kmの1次元アレイに基づく計測値をインバージョンに用いるため，数百kmスケールの細かな構造の変化が埋もれてしまい，モデルの水平方向の高解像度化が困難であることが分かった．そこで本年度は，1観測点の記録波形に基づくマルチモード位相速度計測法（1点法）と，2次元アレイ解析の1つであるeikonal tomography法を組み合わせることによって，「波線」と「アレイ」のハイブリッドのマッピング法の応用に取り組んだ．約10年分のUSArrayの観測波形記録に対して適用した結果，Snake River Plainに対応する低速度領域をはじめ数百kmスケールの構造的特徴を分解することができた．さらに，得られたマルチモード位相速度分布から鉛直異方性を含む北米大陸下の3次元S波速度構造（モホ面～マントル遷移層）を復元した．分厚い安定地塊の底がイメージングできるなど，高次モードの情報をモデルの制約として効率よく取り入れられたことが示唆された．

地震面波是重建上地幔过渡层广域三维结构模型的重要信息源。特别是，通过使用对更深区域敏感的高阶模表面波，可以详细研究200公里以上深度的结构。在本研究中，我们将利用多模相速度信息，结合基于“波浪线”和“波前”的测量信息，建立一种针对地球深层三维各向异性异质结构的高精度成像新方法目的是表面波。研究人员开发了基于2000-4000公里长度尺度的一维阵列分析的多模表面波相速度测量方法，以及使用线性氡变换的模波形分离方法，并一直致力于在观测波形中的应用。 USArray（观测点间隔约70公里）。此前的研究结果表明，对于北美大陆的相速度图，由于采用基于数千公里长的一维阵列的测量进行反演，掩盖了数百公里尺度上的精细结构变化。发现提高模型水平方向的分辨率很困难。因此，今年，我们将基于一个观测点记录波形的多模式相速度测量方法（单点方法）与二维阵列分析的一种类型的征像断层扫描方法相结合。映射方法。通过将该方法应用于USArray约10年的观测波形记录，我们能够解析数百公里尺度的构造特征，其中包括蛇河平原对应的低速区域。此外，根据获得的多模相速度分布重建了北美大陆下方的三维横波速度结构（莫霍面-地幔过渡层），包括垂直各向异性。厚稳定质量的底部可以被成像，这表明高阶模式信息可以有效地作为模型约束。