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2018 Fiscal Year Annual Research Report

Input into subduction zone: Structure heterogeneity of incoming Pacific plate investigated through the OBS data

Research Project

Project/Area Number 16H04045
Research InstitutionJapan Agency for Marine-Earth Science and Technology

Principal Investigator

尾鼻 浩一郎  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地震津波海域観測研究開発センター, 主任研究員 (10359200)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords海洋プレート / 地殻・マントル構造 / アウターライズ
Outline of Annual Research Achievements

本研究では海溝軸からアウターライズ領域で得られた地震観測データを用いて、海洋地殻・マントルの地震学的構造を解析し、沈み込み帯へのインプットである海洋プレートに水がどのようにとりこまれ、沈み込み帯深部へと輸送されていくのかを明らかにすることを目指している。
H30年度は、昨年度に引き続き2011年から2014年にかけて取得された地震観測データを使用して、宮城沖日本海溝の海溝軸海側における太平洋プレート最上部マントルの速度構造についてトモグラフィ解析を行い、P波ならびにS波速度構造について評価を行った。得られた結果は、海溝海側の海洋性マントル最上部の地震波速度は海溝軸に近づくにつれて低下しており、P波速度の低下は1-3%程度の水が取り込まれていることで説明可能である。ただし、より詳細な解釈には異方性を踏まえたVp/Vsの評価が必要である。また、地震波速度の低下は海洋性マントル内で一様に起こるのではなく、地震活動の分布と対応するような不均質な分布を示していることを示した。この結果を踏まえ、より広域で海洋性マントル構造を検討するため、福島・茨城沖の解析を行うとともに、宮城沖についてもデータの拡充を図った。
また、海洋マントル中を伝播するPo波から、海洋性モホ面や基盤でPosに変換する波が観測できることを示すとともに、そのシグナルを使用して堆積層や海洋性地殻の異方性を推定できることを明らかにした。推定された異方性は、堆積層と海洋性地殻ともに海溝近傍で海溝軸に平行に変化することがわかり、プレートの屈曲によって新たな亀裂が形成されている可能性を指摘し、招待論文にまとめた。なお、散乱・減衰構造推定では、散乱と内部減衰を正確に分離するには尤度関数等の修正が必要であることが新たに分かり、それを解決するため手法の検証と改善を進めた。
以上に加え、データ公開に向けた作業を並行して進めた。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Remarks

所属研究機関の海底地震計を利用した地殻構造探査、海底地震観測データ(本研究で使用した地震観測データを含む)についてのwebページ。本研究で作成した、地震観測データ用のwebページについては、公開準備中。

  • Research Products

    (9 results)

All 2019 2018 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Seismic velocity structure and its implications for oceanic mantle hydration in the trench?outer rise of the Japan Trench2019

    • Author(s)
      Obana Koichiro、Fujie Gou、Takahashi Tsutomu、Yamamoto Yojiro、Tonegawa Takashi、Miura Seiichi、Kodaira Shuichi
    • Journal Title

      Geophysical Journal International

      Volume: 217 Pages: 1629--1642

    • DOI

      10.1093/gji/ggz099

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Lateral variation of the uppermost oceanic plate in the outer-rise region of the Northwest Pacific Ocean inferred from Po-to-s converted waves2018

    • Author(s)
      Tonegawa Takashi、Obana Koichiro、Fujie Gou、Kodaira Shuichi
    • Journal Title

      Earth, Planets and Space

      Volume: 70 Pages: 1--12

    • DOI

      10.1186/s40623-018-0880-y

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Seismicity and seismic velocity structure around the trench axis and outer rise region along the Japan Trench2019

    • Author(s)
      Koichiro OBANA, Yasuyuki Nakamura, Gou Fujie, Seiichi Miura, Shuichi Kodaira
    • Organizer
      2019 GeoPRISMS Synthesis Theoretical and Experimental Institute
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Distribution of Intra-plate seismicity in trench-outer rise region along the Japan Trench based on ocean bottom seismograph observations2018

    • Author(s)
      尾鼻浩一郎・藤江剛・中村恭之・高橋努・山本揚二朗・海宝由佳・三浦誠一・石原靖・小平秀一・篠原雅尚
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2018年大会
  • [Presentation] Seismic Velocity Variations in the Uppermost Oceanic Mantle of the Incoming Pacific Plate along the Japan Trench2018

    • Author(s)
      Koichiro OBANA, Gou FUJIE, Yasuyuki NAKAMURA, Tsutomu TAKAHASHI, Takashi TONEGAWA, Yojiro YAMAMOTO, Yuka KAIHO, Seiichi MIURA, Shuichi KODAIRA
    • Organizer
      Asia Oceania Geosciences Society (AOGS) 15th Annual Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 海底地震観測による日本海溝海溝軸周辺からアウターライズ域の地震活動2018

    • Author(s)
      尾鼻浩一郎・藤江剛・山本揚二朗・高橋努・中村恭之・海宝由佳・三浦誠一・石原靖・小平秀一・篠原雅尚
    • Organizer
      日本地震学会2018年度秋季大会
  • [Presentation] Intra-plate seismicity and structure heterogeneity of incoming/subducting Pacific plate along the Japan trench based on the ocean bottom seismograph observations2018

    • Author(s)
      Koichiro Obana, Gou Fujie, Yasuyuki Nakamura, Tsutomu Takahashi, Yojiro Yamamoto, Yuka Kaiho, Seiichi Miura, Shuichi Kodaira and Masanao Shinohara
    • Organizer
      American Geophysical Union, 2018 Fall meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Transdimensional imaging of scattering and intrinsic Q structures around the Japan Trench off Miyagi, northeastern Japan2018

    • Author(s)
      高橋努・尾鼻浩一郎・小平秀一
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2018年大会
  • [Remarks] 地殻構造探査データベースサイト

    • URL

      http://www.jamstec.go.jp/obsmcs_db/j/index.html

URL: 

Published: 2019-12-27  

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