2017 Fiscal Year Annual Research Report
計算機上で実施する南海トラフ反射法構造探査観測～地震波干渉法の応用
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26287109
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
藤江 剛 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地震津波海域観測研究開発センター, 主任技術研究員 (50371729)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
仲西 理子 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地震津波海域観測研究開発センター, 技術研究員 (30371727)
佐藤 壮 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地震津波海域観測研究開発センター, 特任技術研究員 (10373458)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 南海トラフ / 地震波干渉法 / 海底地震計 / 地震探査 / 地下構造 / 屈折法データ / 反射法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
南海トラフ域で過去に海洋研究開発機構が実施した海底地震計と制御震源を用いた地震構造探査データ(6本の測線)に地震波干渉法(SI)を適用し、反射法データを合成した。続いて、重合後時間マイグレーションにより浅部堆積層構造のイメージングを行った。なお、合成反射法データは実海域で専用の機器(ストリーマケーブル)を用いて取得する反射法データよりS/N比と周波数レンジが低く、通常のセンブランスなどを用いた速度構造解析は難しいため、本研究では多数の均一速度構造を用いた重合断面を基にNMO速度構造を構築するという手順を踏むことで、マイグレーション速度構造を構築した。
その結果、通常の速度構造解析ではまったく分解能がなかった数km程度の深さの地震反射面を明瞭にイメージングすることができ、これまで反射法探査が実施できていないために把握できていなかった堆積層の詳細構造(厚さ分布)を捉えることができた。この成果を踏まえて、深部の構造モデルを再検討することで、信頼性が向上したプレート境界モデルを国際誌に投稿し受理された(現在印刷中)。
本研究の成果をOBSで観測された全波動場を用いたインバージョン解析手法(FWI)と比較したところ、稠密なOBSデータ(1km間隔)のFWIでイメージングされる浅部堆積層構造の詳細と、本研究でイメージングされる堆積層構造が非常によく整合していることが分かってきた。FWIは詳細な速度分布が得られるという大きな利点があるが、稠密なデータが不可欠である。一方、本研究の手法は速度分解能は低いが、疎なデータであっても構造境界面を正しくイメージングできるという利点がある。この両者の組み合わせは、海底地震計を用いた構造研究の新しいパワフルな手段となると期待される。この成果について、今後国際学会、国際誌等で発表していく予定である。
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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
東南海、南海地震が発生した付近で、船の往来が激しく反射法構造探査が実施できていない海域で実施した6本の屈折法探査(海底地震計の構造探査)データを使って、地震波干渉法を活用した反射法データ解析を実施できた。また、その成果をプレート境界モデルの信頼性向上に活用することもできた。さらには、日本海溝域の構造探査データにも同手法を適用し堆積層分布の不均質性を捉えることにも成功するなど、安定したイメージング手法・手順として本研究のアプローチを確立できたと考えられる。以上から、順調に研究は進捗していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究で確立したイメージング手法は、疎らな海底地震計データでも堆積層内の反射面分布を捉えることができる。一方で、より稠密な海底地震計を用いた構造探査データによる全波動場インバージョン解析(FWI)は詳細な地震波速度構造を捉えることができる。我々は海外(フランス、ポーランド)の共同研究者とFWI手法の実データへの適用も進めているが、その過程で本手法とFWIの組合せは、海底地震計データを用いた浅部構造の詳細イメージングで相補的で非常に効果的(相補的)な組み合わせであることが分かってきた。今後はこの新しい知見を、国際学会で発表をするとともに国際誌にも投稿し論文化を進める。
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| Causes of Carryover |
新しい解析手法で地下浅部を詳細にイメージングし、その結果を生かして地震発生帯の深部構造モデルを改善するという当初の目的は達成できた(国際誌にも論文が受理された)。加えて、本手法と波形インバージョン解析は整合的で相補的な結果を示すことが新たに分かってきた。即ち、両手法を活用すれば従来より遥かに詳細に地下構造を議論できるようになる。この新しい知見を整理し、国際会議、国際誌で成果発表する。
2018年6月にポーランドで開催される国際研究集会 SEISMIX (2年に一度開催される地球内部構造に関する国際研究集会)に2018年3月に予稿を投稿し、4月末に口頭発表として採択された。この参加費と往復の旅費で40万円程度を見込んでいる。さらに、この国際研究集会での議論を踏まえて、2018年度中に解析手法として国際誌に投稿する。その投稿料などとして、20万円程度を見込んでいる。
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[Presentation] Waveform inversion to image laterally inhomogeneous crustal structure - comparison among waveform inversion, traveltime inversion, and seismic migration2017
Author(s)
T. Sato, G. Fujie, K. Shiraishi, S. Kodaira, S. Miura, E. Asakawa, T. Nibe, N. Yui, S. Abe, R. Brossier, J. Virieux
Organizer
IAG-IASPEI 2017
Int'l Joint Research
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