2019 Fiscal Year Research-status Report

沈み込み帯前弧域における短波長不均質構造モデルの構築と水輸送過程の解明

Research Project

Project/Area Number	18K13626
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	椎名高裕東京大学, 地震研究所, 特任研究員 (70796151)
Project Period (FY)	2018-04-01 – 2021-03-31
Keywords	沈み込み帯 / 後続波 / スラブ内地震 / 地震波減衰 / 地震波散乱
Outline of Annual Research Achievements	東北地方下に沈み込む太平洋プレート（スラブ）内で発生した地震で観測される後続波（直達P波やS波以外の波群）のうち，8 Hz以上の高周波帯域で明瞭に観測される波群（以下，高周波後続波）の伝播過程を詳しく調べることで，東北日本沈み込み帯にける地震波減衰および散乱構造との関係を検討した．昨年度までに整理した高周波後続波の特徴から東北日本で観測された対象波群は散乱波として解釈できる．したがって，散乱波という仮定の下，観測波形振幅から後続波の励起減（散乱点）の分布を推定することで，高周波後続波の伝播経路を調べた．その結果，前弧域に散乱点の存在を考えることでピーク到達時刻を説明できることを明らかにした．ただし，より詳しい解析を行ったところ，地震波の散乱特性よりも減衰特性の空間変化が高周波後続波の観測に強く寄与していることが明らかになった．すなわち，東北日本背弧下に（前弧域に比べて2-3程度）強い地震波減衰域が存在することが，高周波後続波が観測されるより直接的な要因と考えられる．なお，伝播経路を考えると散乱波の励起源が前弧域に存在することは必要不可欠となる．ただし，この場合，先行研究で議論された値よりも小さい散乱強度でも観測された高周波後続波の振幅を説明可能である．高周波後続波の観測に対する減衰特性と散乱特性の不均質性の影響については，モンテカルロ法をベースにした数値シミュレーションをベースにした，定量的な評価および分離方法の検討を進めている．また，従来から類似した特徴を持つ高周波の観測が指摘されてきた北海道についても地震波形データの精査を進め，東北日本と同様な地震と観測点の配置で高周波後続波が観測されることを確認した．
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 東北地方下のスラブ内地震で観測される高周波後続波が前弧域を経由した波群であることを突き止めた．ただし，散乱特性の不均質性が強いと予想した当初とは異なり，対象とする後続波の観測には背弧域の強い地震減衰領域が強い影響することが明らかになった．このため，沈み込み帯前弧域の短波長不均質構造を調べるためにも，対象波群の観測に対して，減衰構造がどのように影響するか定量的に評価する必要が生じている．このため，現在は，数値シミュレーショを通して，高周波後続波の観測と減衰・散乱構造との関係を定量的に評価することを進めている．以上のことから，沈み込み帯前弧域の短波長不均質構造を明らかにするという目標に対しての研究の進捗はやや遅れているのが現状であると考えている．ただし，今回の発見は，今後，高周波後続波の波形特徴と不均質構造との関係をより丁寧に検討することで，これまで詳しい研究がされていない沈み込み帯背弧域の減衰構造に関する情報をもたらすことが期待される．
Strategy for Future Research Activity	現在検討を進めているモンテカルロ法によるシミュレーションを引き続き行い，高周波後続波と減衰・散乱構造との関係を定量的に評価する．これらの観測ならびにシミュレーションの結果をベースに，東北日本沈み込み帯に全体の地震波減衰構造と前弧域における散乱構造のモデル化を進める．加えて，北海道における高周波後続波の観測状況の精査を進め，東北日本で得られる構造モデルに関する知見と比較し，その普遍性ならびに地域性の解明を通して，短波長不均質構造モデルの高度化を行う．
Causes of Carryover	HDD等の消耗品の一部が当該年度前年までの購入分でまかなえた他，COVID-19の影響で予定していた複数の研究打ち合わせ（出張）が翌年度へ延期となったため，翌年度への繰り越しが生じた．当該年度の未使用分は，延期した研究打ち合わせ，ならびに論文の執筆や投稿に関わり費用として使用する予定である．