Waveform inversion for local anomalies at the CMB

• Project Area: Interaction and Coevolution of the Core and Mantle: Toward Integrated Deep Earth Science
• Project/Area Number: 18H04373
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
• Principal Investigator: 大林 政行 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海域地震火山部門(火山・地球内部研究センター), 主任研究員 (30359179)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2019: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2018: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
• Keywords: 核マントル境界 / LLSVP / マントルプルーム / スラブ / カロリンホットスポット / 波形インバージョン

Outline of Annual Research Achievements

本研究は，マントル最下部の広大な太平洋低速度域（太平洋LLSVP）の北西端に対象にし，波動理論に基づいた地震波形インバージョンによって3次元地震波速度構造を求めることを目的としている．いくつかの地震イベントについて波形インバージョンに必要な約10秒までの理論波形計算後，観測波形と差分をもとにカーネルの計算を行い，さらにそれらを使ったインバージョンを実行し詳細な地震波速度構造を推定した．得られた結果は太平洋LLSVP北西端には太平洋LLSVP本体とは異常のない領域で隔てた局所的な線状の強いS波低速度異常域があることを示している．これはScS波ーS波，ScS波ーS波走時インバージョンで得られた局所的なS波の低速度異常と調和的である．また対象の太平洋LLSVPの北西端上方の上部マントルの地震波速度構造を求め、太平洋LLSVPに北西端から上方に延びるマントルプルームと地表のカロリンホットスポットの関係を明らかにした．結果カロリン諸島の下の上部マントルにはカロリン諸島に沿ったシート状の低速度異常があること分かった．さらにマントル遷移層には48～25万年前の海溝後退が原因と考える横たわった太平洋スラブが存在することも明らかとなった．下部マントルのマントルプルームの上昇はこの横たわるスラブによって阻まれ，結果として横たわるスラブの下面に沿って広がり，シート状の低速度異常を形成していると考えられる.

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Rice University(米国)
• [Presentation] Mantle discontinuities oceanward of the Krile - Honshu slab (2020)
  • Author(s): Masayuki Obayashi, Junko Yoshimitsu, Yoshio Fukao
  • Organizer: JpGU-AGU Joint Meeting 2020
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Toward adjoint tomography of the large low seismic velocity provinces beneath the western Pacific Ocean (2019)
  • Author(s): Masayuki Obayashi, Takayuki Miyoshi, Junko Yoshimitsu
  • Organizer: 日本地震学会2019年度秋季大会
• [Presentation] Toward adjoint tomography of the large low seismic velocity provinces beneath the western Pacific Ocean (2019)
  • Author(s): M Obayashi, T Miyoshi, and J Yoshimitsu
  • Organizer: Misasa 2019 & CMC 国際シンポジウム
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Multifrequency P-wave tomography of Ontong Java Plateau (2018)
  • Author(s): Masayuki Obayashi, Junko Yoshimitsu, Daisuke Suetsugu, Hajime Shiobara, Hiroko Sugioka, Aki Ito, Takehi Isse, Yasushi Ishihara, Satoru Tanaka, Takashi Tonegawa, Takumi Kobayashi
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2018年大会
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Toward complete tomography of the Earth’s interior with floating robotic acoustic sensors in the oceans: the EarthScope-Oceans (2018)
  • Author(s): Masayuki Obayashi, Hiroko Sugioka, Hajime Shiobara
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2018年大会
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] オントン・ジャワ海台下のP波速度構造 (2018)
  • Author(s): Masayuki Obayashi, Junko Yoshimitsu, Daisuke Suetsugu, Hajime Shiobara, HIroko Sugioka, Aki Ito, Takehi Isse, Yasushi Ishihara, Satoru Tanaka, Takashi Tonegawa, Takumi Kobayashi
  • Organizer: 日本地震学会2018年度秋季大会