エネルギー輸送理論に基づく高周波数地震波形エンベロープの研究

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09640502
• Research Institution: TOHOKU UNIVERSITY
• Principal Investigator: 佐藤 春夫 東北大学, 大学院理学研究科, 教授 (80225987)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中原 恒 東北大学, 大学院理学研究科, 助手 (20302078) ; 吉本 和生 東北大学, 大学院理学研究科, 助手 (10281966)
• Keywords: コーダ波 / 不均質構造 / 震源過程 / エネルギー輸送理論 / エンベロープ解析

Research Abstract

地殻から上部マントルにかけての領域はかなりランダムに不均質であり,その中での波動伝播はかなり複雑である.ランダムな不均質構造の現れとして最も顕著なのが,近地地震の記録に見られるコーダ波の存在である.小さな地震はとても短い震源継続時間しか持たないにもかかわらず,かなり大きな振幅のSコーダ波がかなり長い時間継続して現れる.特に高周波数の地震波形の主要部分は非干渉性の波の重ね合わせから成るとの考えから,2乗振幅の重ね合わせに基づくエネルギー輸送理論的なアプローチが有効である.それ故,地震波形のエンベロープの性質を調べることによって,リソスフェアの不均質構造に関する知見を得ることができるものと考えられる.しかし,これまでのエネルギー輸送理論は数学的に簡単な球対称輻射・等方散乱の場合のみに限られており,実際の波形エンベロープ解析に用いるには,さらに現実的な物理過程や構造を取り込んだ定式化が必要とされている.
平成10年度は,このような現実的な速度構造を取り入れたエネルギー輸送理論の定式化に取り組んだ. この理論に基づき,兵庫県南部地震(1995)について,長周期成分の解析による断層モデルを取り入れながら,特に高周波成分のエネルギー輻射量を未知としたインバージョン解析をおこなった.長波長成分の解析から推定される断層運動と短波長成分から推定される高周波エネルギー輻射とを統合し,この地震の震源破壊過程を詳細に記述することを可能にした.
岩手県三陸町および遠野市において,小スパンのアレイ観測を開始した.この地域周辺での小地震の高周波数地震波形記録の収集につとめると共に,そのデータの相関解析から地下の不均質構造のスペクトル構造の推定を行う.

Research Products

• [Publications] Yoshimoto,K: "Frequency-dependent atlenuation of high-frequency p- and S-waves in the upper Cyust in western Nagano,Japan" Pure and Applied Geophysics. 152(in press). (1998)
• [Publications] Sato,H: "seismogram envelope inversion for the energy radiation from an earthquake fault on the bases of the radiative transfer theory" Proceeding of the 4th SEGJ International Symposium,TOKYO. 43-48 (1998)
• [Publications] 佐藤春夫: "地震波形のエンベロープ解析:現状と今後の課題" 物理探査. 51. 453-470 (1998)
• [Publications] 佐藤春夫: "高周波数地震波エンベロープを用いた不均質構造の時空間的ゆらぎの検出の研究" 月刊地球. 2. 178-180 (1998)
• [Publications] Nakahara,H: "Spatial distribution of high-frequency energy radiation on the fault of the 1995 Hyogoken Nanbu,Japan,earthguake (Mw6.9) on the basis of the seismogram Envelop inversion" Bulletin Seismological Society of America. 89. 1-14 (1999)
• [Publications] H.Sato: "Seismic Wave Propagation and Scatlering in the Heterogeneous Earth" AIP Press / Springer.Verlag NewYork, 308 (1998)