2019 Fiscal Year Annual Research Report
High-resolution estimation of three-dimensional seismic velocity structure aiming to elucidate the behavior of slab-derived fluids beneath southern Kyushu
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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 | 地震波走時トモグラフィ / 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、南九州において独自に行った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、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した。
リニアアレイ地震観測では、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、観測点間隔が約5 kmになるように、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た。
レシーバ関数解析では、リニアアレイ観測点で取得された遠地地震の地震波形を用いて、レシーバ関数を計算し、宮崎－阿久根測線と宮崎－桜島測線のレシーバ関数イメージを作成した。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。
トモグラフィ解析では、P波走時の読み取りデータ111,447個を用いて、速度構造モデルのグリッドサイズを0.1°×0.1°×10 kmに設定して、P波速度の3次元構造を求めた。その結果、火山に関わる低速度異常が新燃岳、桜島、開聞岳の近傍に見られること、スラブの脱水に関わる低速度異常が海洋地殻の浅いところ（30~40km）と深いところ（80km以深）で見られること、など興味深い特徴がわかった。これらの低速度異常域は、スラブ起源流体やマグマ等の流体に起因すると考えられる。
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