2021 Fiscal Year Research-status Report
Reverse time reflection imaging of crustal structure using earthquakes
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19K04028
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
白石 和也 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海域地震火山部門(地震発生帯研究センター), 副主任研究員 (40756491)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡辺 俊樹 名古屋大学, 環境学研究科, 教授 (50210935)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 自然地震 / 地下構造 / 可視化 / リバースタイム / 反射波 / 透過波 / イメージング / 数値シミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
地下の不均質な構造を調べる有効な手段の一つは、地中を伝わる地震波を利用することである。日常的に発生する地震活動を常時観測した波形情報から地下構造の理解を深めることを目的として、本研究では、地震観測網で蓄積される記録について観測点の情報に基づいて地震波を解析し、地下深部の構造を描像するための研究開発を行っている。
2021年度の主な研究成果は、陸域における実際の自然地震観測データへ提案手法を応用し、実データを用いて有効性を実証できたことである。関東地方における近地地震の観測データと近畿地方における遠地地震の観測データをそれぞれ解析し、島弧の下に沈み込んだ海洋プレートの形状や陸域の地殻深部の不均質構造を描像した。実データを用いた成功事例が得られ、実用化に向けて大きく前進した。
リバースタイム法の開発および数値シミュレーション研究についてまとめた論文が国際学術誌で出版された。また、本研究で開発した解析プログラムを制御振源による地殻構造探査の実データへ応用した成果について、国際学術誌で論文が出版された。さらに、P波とS波を同時に扱う弾性波タイプの解析法を基に、地下深部からの地震波が地層境界でP波からS波へと変換して透過する波の解析に応用し、数値シミュレーションによる検討結果を学会で発表した。これら一連の成果は、制御振源探査と自然地震観測による異なる種類の地震波データに対して、共通の原理に基づく解析技術を応用することで、地下構造を浅部から深部にかけて統合的に解析できる可能性を秘めている。
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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
当初計画に即して、リバースタイム法の開発と数値シミュレーションによる実証を経て、実際の地震観測データを用いた解析を実施した。数値シミュレーションの事前検討結果を踏まえ、比較的観測点密度の高い関東地域の陸上稠密地震観測網を対象として、2020年度から2021年度にかけて実際の自然地震データを用いた解析を行った。公開中の地震観測データから近地地震の波形記録を収集して解析を行った結果、フィリピン海スラブの形状や深部の地質境界を示唆する反射波断面を得た。また、近畿地方における過去の稠密観測で取得された遠地地震のデータを研究対象に加え、2021年度に解析を行った結果、地殻内の深部構造に起因すると考えられる反射波群がイメージングされた。本研究で提案する手法が、近地地震と遠地地震の両方に対して有効であることを、実際の観測データを用いて実証することができた。
また、当初計画に沿った解析手法の開発と実データによる実証実験の他に、本研究のもととなる解析原理を応用して、当初計画になかった発展的研究にも取り組んでいる。反射波の解析を対象に開発されたリバースタイム法を、遠地地震のP波が境界面でS波へ変換して透過した波を対象とする解析へ応用し、数値シミュレーションにより検証を行ってきた。さらに、本研究で開発した解析プログラムを、制御振源による地殻構造探査データへ応用し、日本海東縁のモホ面をイメージングすることに成功した。これまでの一連の成果については、学会等での発表に加えて、手法開発と数値シミュレーションに基づく研究成果を取りまとめた論文、制御振源による地殻構造探査データへ応用した成果をまとめた論文がそれぞれ国際学術誌で出版された。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに行なってきた実データを用いた実証実験の成果を公表するため、期間を一年延長して、成果を研究論文としてとりまとめる。そのために必要な解析結果の品質向上、議論に用いる追加解析と解釈作業を合わせて実施する。また、提案手法の実用性を高める発展的な研究につなげていくために、従来法に対する優位点や限界点を明確に示し、実用上の課題と解決にむけた研究指針を整理する。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウィルス感染症の蔓延防止のため、2021年度も学会や研究打合せの多くはオンラインで実施されたため、国内外の旅費を使用しなかったことが大きな理由である。旅費に計上していた一部は、公表論文のオープンアクセス費、研究関連の書籍購入、数値シミュレーションおよび実データの解析と結果表示に適した計算機環境増強等の費用に充当した。2022年度は、成果公表のための学会参加および次の論文投稿と出版にかかる費用、解析で必要となるメモリやストレージの計算機設備の増強、書籍購入などの物品費、リサーチアシスタントの謝金として研究費を使用する計画である。
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