Reverse time reflection imaging of crustal structure using earthquakes

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K04028
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 17040:Solid earth sciences-related
• Research Institution: Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
• Principal Investigator: Shiraishi Kazuya 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)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 渡辺 俊樹 名古屋大学, 環境学研究科, 教授 (50210935)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 自然地震 / 地下構造 / リバースタイム / 反射波 / 受動的地震観測 / イメージング

Outline of Final Research Achievements

To image deep subsurface heterogeneity using passive seismic records of natural earthquakes, we developed a new imaging method via reverse time migration without source information. We conducted numerical simulations for and application to actual earthquake records for validation of the proposed method. The method enables us to obtain subsurface reflection profiles from only receiver-side information acquired by seismic networks. Applied this technique to actual records of local or teleseismic earthquakes, we successfully imaged the deep structures related to the oceanic plates subducted beneath the island arc and heterogenous structures within the inland crust.

Free Research Field

応用地球物理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

地中を伝わるエネルギーが大きい自然地震の反射波を利用することで、制御震源による調査では難しい深さまで、自然地震を解析する従来手法よりも高分解能に、地下深部の構造を描像できることを実証した。震源情報を必要としない受動的観測データの解析から地下の詳細情報を得ることは、稠密な地震観測網で蓄積される膨大なデータを活用して地震活動と地下構造の総合的な理解を深め、地球科学や地震防災に貢献するものである。また、連続的な観測データから地下構造を可視化する観点では、資源・環境・防災等の幅広い分野で規模の大小を問わず、地下の構造や状態の時間的な変化をモニタリングする技術への応用可能性を秘めている。