P波前重力信号地震学の創生：重力弾性完全結合モデルによる理論と観測の統合

创建 P 波预重力信号地震学：使用全耦合重力模型将理论与观测相结合

基本信息

批准号：
22K03772
负责人：
亀伸樹
金额：
$ 2.75万
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：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

地震の動的破壊は、断層周辺と地震波が伝播する場所の両方に質量の変化をもたらします。これにより生じる重力ベクトルの変化はほぼ瞬時に伝わるため、P波より早く地震観測点に到達します。このP波の前に到達する重力ベクトル信号（P波前重力信号）は幾つかの大地震で検出されてきましたが、観測記録の垂直成分に限られていました。これは水平記録の雑音レベルが高いためです。本研究は、2011年東北地方太平洋沖地震（Mw 9.1）に対するHi-net高密度傾斜計アレイデータを解析し、水平成分のＰ波前重力信号を探しました。現実的な地球構造モデルに対して計算された３成分合成波形の信号強度の分布に基づいて水平成分記録をスタッキングし、雑音レベルを明瞭に超えた水平信号を特定しました。さらに、F-net広帯域地震計アレイデータの垂直信号と組合せ、波形逆解析から震源パラメータを推定し、地震の傾斜角とマグニチュードをそれぞれ11.5ー15.3°とMw 8.75ー8.92の範囲に制約しました。従来の「地震波形」の解析においては、浅い地震に対して傾斜角とマグニチュードは二律背反の関係にあり両者を同時に決定できませんでした。この研究は、P波前重力信号の3成分を解析することで、この二律背反問題を解決できることを示しました。これを受けて、本研究では、この新たに見いだされた信号特性を理解することを目指して、理論波形合成計算コードを用いた数値実験を行いました。この数値実験には、従来の長周期地震波形合成計算と同じ弾性重力完全結合の方程式を用いて現実的な地球構造におけるP波前重力信号の波形合成を可能にする用いる計算コードを用いました。これは、これまでに提案されてきた計算法と異なり、一切の近似計算をしていないことが特徴であり、また現実的な時間で実用制度の波形を得ることができます。

动态地震裂缝会导致断层周围和地震波传播的质量变化。这会导致重力载体的变化几乎是瞬时的，因此比P波早到地震观察点。在几次主要地震中检测到了在此P波之前达到的重力矢量信号（P-Wave前信号），但仅限于观察记录的垂直成分。这是因为水平记录的噪声水平很高。这项研究分析了2011年Tohoku太平洋地震（MW 9.1）的HI-NET高密度倾斜度阵列阵列数据，并搜索了水平的P-波浪前信号。根据针对现实的地球结构模型计算的三组分复合波形的信号强度的分布，将水平记录堆叠，以识别明显超过噪声水平的水平信号。此外，从结合F-NET宽带地震计阵列数据和逆波形分析的垂直信号估算了震中参数，从而将地震的倾斜角度和幅度限制在11.5-15.3°和MW的范围为8.75-8.92。在对地震波形的常规分析中，浅层地震的斜率角度和幅度具有冲突的关系，并且不可能同时确定这两者。这项研究表明，可以通过分析P波pravity信号的三个组成部分来解决此不匹配问题。为此，这项研究使用理论波形合成计算代码进行了数值实验，旨在了解这种新发现的信号特征。该数值实验使用计算代码，该代码允许使用与传统的弹性重力完美耦合相同的方程在逼真的地球结构中的波形合成，与传统的长期地震波形合成计算。与迄今为止提出的计算方法不同，这是没有执行近似计算的特征，并且可以在现实的时间内获得实用系统的波形。