2018 Fiscal Year Research-status Report
南九州下のスラブ起源流体の挙動解明をめざした３次元地震波速度構造の高解像度推定
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16K05540
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
澁谷 拓郎 京都大学, 防災研究所, 教授 (70187417)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | トモグラフィ / 3次元地震波速度構造 / レシーバ関数 / 地震波速度不連続面 / スラブ起源流体 / フィリピン海スラブの形状 / 深部マグマ / 南九州 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、南九州において我々が独自に行っているリニアアレイ地震観測のデータに対して、レシーバ関数解析と地震波走時トモグラフィを組み合わせたハイブリッド手法を適用して、より高解像度で高精度の3次元地震波速度構造を推定し、低速度域の分布からスラブ起源流体の挙動を解明し、および日向灘地震の震源域の物性や桜島や霧島などの火山へのマグマ供給過程を推定することを目指す。
これまで、フィリピン海スラブの傾斜方向の「宮崎－阿久根測線」と少し斜交する方向の「宮崎－桜島測線」で、測線近傍の定常観測点に加えて、19点の臨時観測点を設置し、観測点間隔が約5 kmのリニアアレイ地震観測を行った。
2018年度は、未処理であった2015年4月～2017年3月の期間のレシーバ関数を求めた。また、京都大学防災研究所火山活動研究センターの地震波形データを用いて、2016年12月～2018年11月の桜島および姶良カルデラ周辺の観測点のデータを処理し、レシーバ関数を求め、宮崎－桜島測線のレシーバ関数イメージを更新した。レシーバ関数イメージからは、測線断面でのS波速度不連続面の形状や状態を読み取ることができる。上記の2測線に共通する特徴として、マントルウェッジ部分では大陸モホ面が不明瞭であり、そこではマントルが下部地殻に比べて高速度でないことが分かった。このマントルの低速度化は流体によるものと考えられる。また、霧島火山や桜島火山の下の下部地殻にも低速度層が見られ、深部低周波地震もそこで発生している。これも流体の関与が示唆される。
トモグラフィ解析においては、昨年度の結果をまとめて、日本地球惑星科学連合2018大会においてポスター発表を行った。その主な結果は、深さ20 kmにおいて、新燃岳、桜島、開聞岳の付近に強い低速度異常域が広範囲に広がっていること、日向灘の沿岸部付近にも強い低速度異常が見られること、などである。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究代表者が2017年度～2018年度に所属部局の副所長を務め、とくに2018年度に多忙となったため、データ処理・解析等が思うように進まず、研究遂行に想定以上の時間がかかる結果となった。
レシーバ関数解析では、未処理であった2015年4月～2017年3月の期間のレシーバ関数を求めた。また、2016年12月～2018年11月の桜島および姶良カルデラ周辺の観測点のデータを処理し、レシーバ関数を求め、宮崎－桜島測線のレシーバ関数イメージを更新した。しかしながら、2017年4月からの約1年分のデータ処理はできなかった。また、今のところ、水平成層モデルに基づくイメージングに留まっていて、九州下のフィリピン海スラブのように傾斜する不連続面を正しくイメージするためには、傾斜層を考慮したイメージングに改良することが課題である。
トモグラフィ解析では、昨年度の結果をまとめて、日本地球惑星科学連合2018大会においてポスター発表を行った。グリッドサイズをもう少し小さくできるかどうかを検討すること、およびS波走時を用いてS波速度の3次元構造を推定することが、次のステップの課題である。
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| Strategy for Future Research Activity |
未処理期間の地震波形データの処理を行い、レシーバ関数解析やトモグラフィ解析に使うデータを準備する。
レシーバ関数解析により得られる地震波速度不連続面のイメージや稍深発地震の震源分布から大陸モホ面、フィリピン海スラブ上面、海洋モホ面の3次元的形状を推定し、トモグラフィの速度構造初期モデルに組み込む。
近地地震と稍深発地震の波形からP波とS波を読み取り、得られた走時データを用いてトモグラフィ解析を行い、地震波速度の3次元分布を推定する。
低速度異常域の分布からスラブ起源流体の挙動を推測する。さらに、低速度異常の強さやポアソン比（P波速度とS波速度の比）から日向灘地震の断層面であるプレート境界面やマントルウェッジのマグマ発生域の物性や状態を議論する。
これらの結果をまとめて、論文を執筆する。
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| Causes of Carryover |
（理由）研究代表者が2017年度～2018年度に所属部局の副所長を務め、とくに2018年度に多忙となったため、データ処理・解析等を計画通りに行うことが難しかった。
（使用計画）地震波形データからのP波とS波の走時の読み取りを業者に委託して行う。論文の執筆・投稿に係る英文校閲費や投稿料・掲載料の支出を行う。
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