西南日本-朝鮮半島における660km不連続面の深さ異常の面的マッピング

Research Project

Project/Area Number	16740262
Research Category	Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	Solid earth and planetary physics
Research Institution	Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
Principal Investigator	東野陽子独立行政法人海洋研究開発機構, 地球内部変動研究センター, 研究員 (90359183)
Project Period (FY)	2004 – 2006
Project Status	Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help	¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000) Fiscal Year 2005: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000) Fiscal Year 2004: ¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Keywords	マントル不連続面 / 410km不連続面 / 660km不連続面 / ScS波 / S波偏向異方性 / マントル異方性 / 和達-ベニオフ面 / Hi-net傾斜計 / 上部マントル / sScSS660S波 / Spectral element method / Hi-net / トモグラフィー / スタグナントスラブ
Research Abstract	2002年6月に生じたウラジオストックの巨大深発地震を観測した日本の高密観測点Hi-net,F-netと三次元不均質構造に対して最新の理論波形計算法(Spectral Element Method)を用いて日本列島下のマントル不連続面の深さを詳細に調べ、西南日本下では660km不連続面は西に向かって連続的に下降し最大約30km深くなりトモグラフィーのイメージと一致したが、スラブが存在し続けている九州西端下で不連続面の深さは660kmに戻り最西端の対馬では約5km上昇するという不一致が明らかになった。九州西端下での上昇傾向がさらに西側に進むとどう変化するかを調べるために、韓国、中国における広帯域データを用いて660km不連続面の深さを求めることが重要である。韓国における広帯域データを解析するためにKorea Institute of Geology, Mining and Materials (KIGAM)との共同研究を申し込みデータ提供を受けた。しかしながら、データの欠測は共同研究を申し込んでいたときに聞いていた以上に多く、解析対象の地震が起こった日時も多数のデータ欠落があり解析不可能だった。そこで、方針を転換し日本周辺でおきた3つの巨大深発地震に対し、Hi-net傾斜計によって観測されたScSとその多重反射波(ScS,sScS,ScS2,sScS2)に明瞭なS波スプリッティングが見られることに着目した。この観測記録を用いてS波偏向異方性の特性を示す早いS波の振動方向(異方性の軸)と時間差を求め、日本列島周辺下に存在する異方性構造を明らかにすることができた。多重反射波を用いることで共通な伝播領域に存在する異方性の影響を取り除くことができた。また、震源メカニズムによるS波の振動方向に平行に異方性の軸があった場合、S波スプリッティングは生じないことに着目し、震源メカニズムの違う3つの巨地震を解析することで、2種類の異方性構造が和達-ベニオフ面の上部に存在し、これらとは異なる異方性構造が和達-ベニオフ面の下部に存在することを明らかにした。和達-ベニオフ面の上の2種類の異方性は火山フロントを境にして異方性の軸が変化する様子が北海道、本州北部、琉球孤に沿って確認できた。火山フロントから太平洋側では、トレンチの走行に平行な軸をもつ異方性が存在し、火山フロントから沿岸海側では、日本下のプレート収斂方向に平行な軸をもつ異方性が分布している。沿岸海側の異方性と同じ方向に軸をもつ異方性は背孤下、サハリン列島南西部下にも見られた。一方、和達-ベニオフ面の下の異方性構造は太平洋の海底に見られる地磁気の縞模様にほぼ垂直なNWN方向軸を持つ。この異方性は沈み込むスラブ内に一様に存在すると考えられる。