新世代地震計網データ解析手法開発による次世代内部構造モデル推定

• Project/Area Number: 16740249
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Solid earth and planetary physics
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 竹内 希 東京大学, 地震研究所, 助手 (90313048)
• Project Period (FY): 2004 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000); Fiscal Year 2006: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2005: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2004: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: 内部構造 / インバージョン / Direct Solution Method / 地球内部構造 / 理論波形計算

Research Abstract

日本及び米国では、密度・品質ともに従来の地震計網を圧倒的に凌駕する新世代地震計網が完成もしくは完成されつつあり、そのデータにはこれまで我々が手にすることができなかった地球内部構造に対する情報が豊富に含まれていると考えられる。また地球シミュレーターや大容量RAIDなど、従来のデータ解析手法ではもてあましてしまうほどの潤沢な計算機資源も利用可能な状態になった。もし上記インフラを十分活かしきるだけの最先端の解析手法・ソフトウェア開発研究を行えば、地球内部構造研究の次世代が切り開かれると言える程の進展を与えられると考えられる。本課題の目的は、最先端の解析手法(波形インバージョン法)を開発し、開発した解析手法を応用し内部構造推定を行うことである。
本年度の成果は以下の通りである。(1)昨年度までに開発した解析手法にさらなる改善を加えた。具体的には震源パラメータの誤差により内部構造モデルを乱すことを避けるようなデータの重みづけ手法を開発した。(2)この手法を地球シミュレーター上で実装し、高解像度の全マントルS波速度構造モデルを推定した。得られたモデルには特筆すべき特色が見られた。アフリカ及び太平洋の下の大規模上昇流域の低速度異常構造に顕著な相違を検出した。また日本周辺の滞留スラブに対応すると考えられる高速度異常構造にも地域性を検出した。本成果は国際雑誌に発表された。(3)稠密アレイデータの解析手法の開発およびモデル推定も実施した。波形インバージョン法を米国のアレイデータに適用し、最下部マントルの構造推定をした。成果は国際論文誌に発表した。
これらの成果により、新世代地震計網用の解析手法が一通り完成され、本課題の当初の目的は達成された。

Research Products

• [Journal Article] Whole mantle SH velocity model constrained by waveform inversion based on three-dimensional Born kernels (2007)
  • Author(s): Takeuchi, N.
  • Journal Title: Geophys.J.Int. (印刷中)
  • NAID: 120000863128
• [Journal Article] Possible evidence for a double crossing phase transition in D beneath Central America from inversion of seismic waveforms (2007)
  • Author(s): Kawai, K., Takeuchi, N., Geller, R.J., Fuji, N.
  • Journal Title: Geophys.Res.Lett. (印刷中)
• [Journal Article] Complete synthetic seismograms up to 2 Hz for transversely isotropic spherically symmetric media (2006)
  • Author(s): Kawai, K., Takeuchi, N., Geller, R.J.
  • Journal Title: Geophys.J.Int. 164・2 Pages: 411-424
• [Journal Article] 3D effects of sharp boundaries at the border of the Africa and Pacific Superplumes: observation and modeling (2005)
  • Author(s): To, A., Romanowicz, B., Capdeville, Y., Takeuchi, N.
  • Journal Title: Earth planet.Sci.Lett. 233・1-2 Pages: 137-153
• [Journal Article] An observation of PKJKP: inferences on inner core shear properties (2005)
  • Author(s): Cao, A., Romanowicz, B., Takeuchi, N.
  • Journal Title: Science 308・5727 Pages: 1453-1455
• [Journal Article] Finite Boundary Perturbation Theory for the Elastic Equation of Motion (2005)
  • Author(s): Takeuchi, N.
  • Journal Title: Geophys.J.Int. 160・3 Pages: 1044-1058
• [Journal Article] Improvement of Seismological Earth Models by Using Data Weighting in Waveform Inversion (2004)
  • Author(s): Takeuchi, N., Kobayashi M.
  • Journal Title: Geophys.J.Int. 158・8 Pages: 681-694