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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

Research Project

Project/Area Number 18J22114
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Solid earth and planetary physics
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

松澤 仁志  北海道大学, 大学院理学院, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2018-04-25 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2020: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2019: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2018: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Keywords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
Outline of Annual Research Achievements

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.

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2021 2020 2019 2018

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Journal Article] Array-based analysis of multimode surface waves: application to phase speed measurements and modal waveform decomposition2019

    • Author(s)
      Matsuzawa H、Yoshizawa K
    • Journal Title

      Geophysical Journal International

      Volume: 218 Issue: 1 Pages: 295-312

    • DOI

      10.1093/gji/ggz153

    • Related Report
      2019 Annual Research Report 2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Radially anisotropic 3-D shear wave structure of the upper mantle beneath North America by the eikonal tomography2021

    • Author(s)
      松澤仁志,吉澤和範,Fan-Chi Lin
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2021年大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Multi-mode surface wave phase speed distribution in North America2020

    • Author(s)
      Hitoshi Matsuzawa, Kazunori Yoshizawa, Fan-Chi Lin
    • Organizer
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Multi-mode phase speed distribution in North America using eikonal tomography2020

    • Author(s)
      Hitoshi Matsuzawa, Kazunori Yoshizawa, Fan-Chi Lin
    • Organizer
      AGU Fall Meeting 2020
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Mapping multi-mode surface wave phase speeds in North America using mode-branch waveforms decomposed by linear Radon transform2019

    • Author(s)
      松澤仁志,吉澤和範
    • Organizer
      日本地球惑星連合2019年大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Multi-mode Phase Speed Measurements of Surface Waves with Hybrid Array-based Method: Application to USArray2019

    • Author(s)
      Hitoshi Matsuzawa, Kazunori Yoshizawa
    • Organizer
      27th IUGG General Assembly
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] モード分離波形を用いたマルチモード表面波の位相速度分布:eikonal tomographyへの適用2019

    • Author(s)
      松澤仁志,吉澤和範,Fan-Chi Lin
    • Organizer
      日本地震学会2019年度秋季大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Phase speed and arrival angle measurements of multi-mode surface waves2018

    • Author(s)
      Hitoshi Matsuzawa, Kazunori Yoshizawa
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合 2018年大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] アレイ解析による北米大陸のマルチモード表面波位相速度分布2018

    • Author(s)
      松澤仁志,吉澤和範
    • Organizer
      日本地震学会 2018年度秋季大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Mapping multi-mode phase speed of surface waves in North America with array-based dispersion analysis using USArray2018

    • Author(s)
      Hitoshi Matsuzawa, Kazunori Yoshizawa
    • Organizer
      AGU Fall Meeting 2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2018-05-01   Modified: 2024-03-26  

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