2020 Fiscal Year Research-status Report
ベイズ推定による上部マントル不連続面の高精度マッピングの研究
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20K04096
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
吉澤 和範 北海道大学, 理学研究院, 准教授 (70344463)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 上部マントル / ベイズ推定 / 表面波 / レシーバ関数 / 地球内部構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，マルチモード表面波や実体波レシーバ関数等の複数の観測情報を用いて，ベイズ推定に基づく非線形インバージョン法に適用することで，上部マントル内部に存在するMLD (Mid-Lithosphere Discontinuity）やLAB (Lithosphere-Asthenosphere Boundary)，Lehmann面等の主要な不連続面の空間分布を含む，高精度なリソスフェア－アセノスフェア構造の推定法の確立を目指している．本年度はその基礎となるP波レシーバ関数とマルチモード表面波の同時インバージョンを行う手法を豪州大陸の複数観測点に適用した結果を国際学術誌に発表した．この手法により，豪州の安定大陸下に複数のMLDが観測されると共に，LABやその下のレーマン面（アセノスフェアの底に相当すると考えられる）も検出された．今後，より高密度な観測網に適用するすることで，高精度な空間マッピングへの実用化が期待される．また，ベイズ推定法による表面波トモグラフィーの研究も行い，既存の線形インバージョンモデルとの比較も行った．ベイズ推定モデルでは，データ誤差の空間変化を考慮することができ，より精度の高い3次元構造解析が可能となることが示された．さらに，S波速度モデルの高精度復元に不可欠なマルチモード表面波の新しい位相速度マッピング法（稠密アレイを用いたeikonal tomography法）の北米大陸への応用も行った．また，上部マントル内のマルチスケールのランダム不均質性が，特に中～長周期表面波の波動場や内部境界面・鉛直異方性の推定に与える影響の定量的検証も進めた．一方，内部不連続面の更なる高精度推定に向け，S波レシーバ関数の活用に向けた波形解析法の基礎研究も行い，次年度以降の応用に向けて準備を進めている．これら一連の研究成果の一部は，国内外の主要学会にて成果発表を行った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ほぼ当初の計画通り，ベイズ推定に基づく複数の観測情報の同時インバージョン手法の開発・応用や，その基礎データとなるマルチモード表面波の位相速度マッピング法や実体波レシーバ関数データの解析手法の改善などの基礎研究が着々と進展している．
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| Strategy for Future Research Activity |
新たに開発を進めてきたマルチモード表面波のマッピング手法やレシーバ関数の解析手法を活用して，ベイズ推定による非線形インバージョン法に適用し，主に高密度な観測網が得られる北米や豪州等の大陸域を中心として，上部マントル内部の複数の境界面とS波速度の鉛直異方性を含む高精度な3次元モデルのマッピングに向けた研究を推し進める．
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| Causes of Carryover |
本年度に予定していた国内外の学会はコロナ禍でオンライン開催となり，すべての出張予定がキャンセルとなった．また新規導入を予定していたファイルサーバーは，比較的安価かつ高性能なものでの代替や，既存の機材の改修による対応など，経費節減努力によって一部残額が生じた．繰り越し分は，次年度以降に予定している新たな計算機の導入や改修，それに付随する消耗品類の購入に充てる計画である．
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