2019 Fiscal Year Research-status Report
Study of deep mantle convection by investigating seismic scattering
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18K03784
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
金嶋 聰 九州大学, 理学研究院, 教授 (80202018)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
ヘルフリック ジョージ 東京工業大学, 地球生命研究所, 研究員 (80747163)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 下部マントル / 化学組成不均質 / 地震波散乱 / 地震計アレイ / 玄武岩物質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
当該年度は、海洋プレートの沈み込みが生じている地域の下部マントルに存在する散乱体の分布を調べた論文を国際学術誌に公表した。この論文で調べた散乱体は比較的震源に近い領域に存在するものであり、その深さ分布を初めて明らかにすることができた。この深さ分布は、散乱体が玄武岩物質から構成されていると考えた場合に予想されるものと概ね調和的であった。
また、当該年度には、地震の震源近傍だけでなく、観測点アレイの近傍の下部マントルにある散乱体を検出する試みを新たに開始した。観測点近傍の散乱体に由来する散乱波と考えられる信号の到来が検出された。
研究分担者の東京工業大George Helffrich教授を招き散乱体研究の技術的な側面について共同作業を行なった。さらに下部マントルの不均質に関して共同研究を行なっているMichigan大学のJeroen Ritsema教授と共に、オホーツク海下とペルーの下にある下部マントル散乱体について研究を進め、それらの散乱体が最低50～100kmの大きさを持つことを突き止めた。これらはまた10程度の厚みを持つ褶曲したシート状の形状を持つことが示唆されており、これらの成果を国際学術誌に投稿し査読を受け現在改訂を行っている。
サモアのホットスポットの下にある太平洋LLSVP周辺に顕著な下部マントル散乱体が存在することを明らかにした。この結果をドイツのミュンスター大学で発表し同地の研究者と情報交換をすることができた。これによってマントル上昇流とそれによる玄武岩物質の巻き込みについて新たな知見が得られる見通しがたった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
地震波アレイのデータセットの構築は順調に進んでおり、ミシガン大学との共同研究も学術論文の投稿にこぎつけた。さらに、下部マントル不均質と重要な関連を有するにも関わらずこれまで調査する手段のなかった上部マントル遷移層の不均質についても新たな見通しが得られた。
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| Strategy for Future Research Activity |
地震波アレイのデータセット構築にさらに取り組む。上部マントル遷移層の不均質とサモアのホットスポット周辺の散乱体分布をより明らかにしてそれぞれ国際学術雑誌に公表する。これらの成果を踏まえて、プルーム上昇やプレート沈み込みのマントルダイナミクスのモデルとの比較検討、地球化学的な知見との比較検討を行う。
観測点アレイ下の下部マントルの不均質を検出するための手法の確立を目指す。P'P'波の先駆波の検出手法についても再検討する。ScP波の先駆波データを再調査してマントル最深部の不均質構造について調べる。
下部マントルの海洋地殻トレーサーを含む対流シミュレーションの結果を用いて、対流に伴う地殻物質の挙動に関する定量的評価を進める。
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| Causes of Carryover |
ミシガン大学Ritsema教授との共同研究を継続・深化させるために、今年度も同大学を訪れ下部マントル不均質の手法開発を進めたい。研究分担者のHelfrich教授との研究交流をさらに密接に行うためにも旅費を必要とする。
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