マントル・マグマ流動及びマグマ流動による弾性波発生の数値シミュレーション

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05231223
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 本多 了 広島大学, 理学部, 教授 (00219239)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 伊藤 久男 工業技術院地質調査所, 地殻熱部・通商産業技官, 主任研 ; 蓬田 清 広島大学, 理学部, 助教授 (70230844)
• Keywords: マグマ / マントル対流 / 火山性地震 / 沈み込み帯

Research Abstract

マグマあるいはガスが流れる通路内に開閉可能な障害物がある時に生じると考えられる弾性波のスペクトル特性について数値シミュレーションを行なった。障害物の開閉は、マグマあるいはガスの圧力が、ある一定に達したときにおこるものとする。スペクトルはするどいピークを示し、また、流量変化により、ピーク周波数が変化する。単独の障害物の場合においては、流量が増加するにつれピーク周波数が小さくなる傾向を示したが、複数の場合においては、階段状に変化し、また、流量増加に伴いピーク周波数が大きくなる場合があった。この性質は火山性微動の性質と似通っている。この点を確かめるべく、既存の地震記録、および新しく得られた記録を用いて、火山性地震全体と火山性微動の関連について調査した。その結果、B型地震と火山性地震はスペクトル的に見て似通った型が見られる事が、判明した。これらの差は、エネルギーレベルの差であると考えられた。マグマの生成とマントルダイナミクスの関連性を調べるために、地球史において相変化がマントル対流に与える影響を考察する数値シミュレーションを行い、二層の対流から一層対流に変化する時点において上部マントルの温度が上昇することを実際に示した。しかし、この詳細については、初期条件、モデルのアスペクト比に依存する事も判明した。マグマ上昇のメカニズムを解明する為に、沈み込むスラブによって生じる地殻内の二次対流の可能性についての数値シミュレーションを行った。その結果、地毅のレオロジーが重要な役割を示すことが判明した。

Research Products

• [Publications] S.Honda and K.Yomogida: "Periodic magma movement in the conduit with a barrier." Geophys.Res.Lett.20. 229-232 (1993)
• [Publications] 本多 了・D.A.Yuen: "相転移とマントル対流" 科学. 63. 387-389 (1993)
• [Publications] Y.Iwase and S.Honda: "Deformation of the crustand upper mantle beneath the back-arc caused by the subducting plate" J.Phys.Earth. 41. 337-353 (1994)
• [Publications] K.Yomogida & J.T.Etgen: "3-D wave propugation in the Los Angeles basin for the whittier-Narrows earthquake." Bulletin of Seismological Society of America. 83. 1325-1344 (1993)
• [Publications] K.Yomogida: "Defection of anomalous seismic phases by the wavelet transform." Geophysical Journal International. 116. 119-130 (1994)