2012 Fiscal Year Annual Research Report
南海トラフＶＳＰによる地震波速度・減衰構造
Publicly Offered Research
| Project Area | New perspective of great subduction-zone earthquakes from the super deep drilling |
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| Project/Area Number |
24107701
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
日野 亮太 東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (00241521)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 人工地震探査 / 海溝型大地震 / 南海トラフ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
南海トラフ沈み込み帯で巨大地震時に運動すると考えられているプレート境界面と巨大分岐断層周辺での地震波速度および減衰パラメタの推定を目的として，2009年に熊野灘で行われた地震計鉛直アレイによる人工地震探査（Vertical Seismic Profiling: VSP）のデータ処理・解析を実施した．３成分地震計で取得された記録から，P波起源の多重反射波の影響を軽減するための波形処理により地層内をS波で伝播する信号を抽出することを試みた．P波多重反射が卓越する振動方向と直交する成分を強調すること，地震計アレイより深部側の地層を透過してきた成分を強調すること，の２種の波形処理により，処理前の探査記録上では同定が困難であったS波の抽出に成功し，その到達時刻の解析によりS波速度構造モデルを推定した．また， P波初動ならびに分岐断層からのPP広角反射波の波形のスペクトル解析を進めた．その結果，高周波成分が伝播距離が延びるとともに減衰していることを明瞭に示すことができた．人工震源に近い距離で得られた波形は，地層内での減衰の影響を少ししか受けていないことと信号レベルが高いことから，これを基準波形として遠距離で得られた波形とのスペクトル比をとることにより，震源波形の周波数依存性や観測点における局地的な地震波応答特性を除去することが可能と期待できる．そこで，観測波形を用いてスペクトル比を計算したところ，P波スペクトル形状の伝播距離依存性がより明瞭になることを確かめることができた．
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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
本研究計画に着手する以前に進めていた予備解析の結果に基づいて，データ処理・解析の方針を立てていたため，ほぼ想定通りに関連する作業が進んだ．本研究費で購入することができた高性能PCやハードディスクが有効に活用できた．
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| Strategy for Future Research Activity |
VSP測線の近傍で先行研究により実施された地震波探査によるP波速度構造をコンパイルし，過去の探査とVSPで得られるP屈折波およびPP屈折波の走時が説明できる２次元成層構造モデルを作成する。このモデルをもとに，前年度の研究により同定したS波群について，震源から放射されたP波がどの層境界面でS波に変換したのかを確定させ，層序ごとにVp/Vs比が一定であると仮定して，Vs構造モデルの構築を行う．
伝播経路ごとに分解した波群についてスペクトル解析を行う．時間軸・オフセット方向でウインドウを設定してその範囲内で重合・平滑化を行うことで，安定したスペクトル構造を明らかにして，高周波成分の減衰量を定量的に測定する．震源スペクトルの影響を除去するために，最もオフセット距離で観測される直達波のスペクトルをreferenceとして，スペクトル比をとる．
減衰量の波線経路依存性を明らかにし，その結果を用いた逆解析を行うことにより，海底下におけるQpおよびQsの分布を求める．P波・S波構造モデルと共通の成層構造を仮定し，各層内でQ値を一定と仮定して，それぞれの値を推定する．
構造推定の対象である付加体は堆積岩から構成されていることから，VSPデータの解析によって得られたVp/Vs比，Qp，Qsは，岩石の空隙率とその飽和度に強く依存していると考えることができる．そこで，岩石サンプルを用いた室内実験・測定結果や岩石力学的な理論計算結果と比較することから，得られた構造モデルから，付加体内での間隙水の空間分布の推定を行う．
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[Presentation] Seismic attenuation structure of the accretionary prism in the Kumano Basin, Nankai Trough, Japan, revealed by walk-away VSP2012
Author(s)
Ryota Hino, Nathan Bangs, Yoshinori Sanada, Jin-Oh Park, Roland von Huene, Gregory Moore, Takeshi Tsuji, Eiichiro Araki, and Masataka Kinoshita
Organizer
AGU fall meeting 2012
Place of Presentation
San Francisco, CA, USA
Year and Date
2012-12-03 – 2012-12-07
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