超伝導重力計国際観測網データを使った地球の核の固有振動の検出

• Project/Area Number: 04F04067
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 外国
• Research Field: Solid earth and planetary physics
• Research Institution: National Astronomical Observatory of Japan
• Host Researcher: 佐藤 忠弘 国立天文台, 電波研究部, 教授
• Foreign Research Fellow: ROSAT Severine 国立天文台, 水沢観測所, 外国人特別研究員 ; SEVERINE Rosat 国立天文台, 水沢観測所, 外国人特別研究員
• Project Period (FY): 2004 – 2005
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2005)
• Budget Amount: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000); Fiscal Year 2005: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2004: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: スマトラ北西部沖地震 / 超伝導重力計国際観測網GGP / 超伝導重力計 / 低周波地球自由振動 / 地球内部の密度構造 / OSOモード / OSO振幅の緯度依存性 / 3次元トモグラフィーモデル / 非線形最小2乗法 / 地球核 / 北スマトラ西方沖地震 / GGPデータ

Research Abstract

2004年12月26日にスマトラ北西部沖で、Mw=9.3の地震が発生した。この巨大地震により発生した地震波は、超伝導重力計国際観測網GGP(Global Geodynamics Project)に参加している多くの観測点でも高いS/N比で観測された。ここでは、研究分担者が中心となって行った、世界のGGP観測点のデータを使ったスマトラ地震の解析結果について報告する。主な成果として、以下の2つがあげられる。
1.低周波地球自由振動の解析結果
周波数1mHz以下の地球自由振動の固有モードのパラメータ(周波数、Q、特に各モードのスプリッテング幅)を精密に決定することは、マントルや核の3次元密度構造を改良する上で大きな拘束条件を与える。スマトラ地震時の11箇所のGGPデータの解析から、_2S_1、_0S_2、_0S_3について、上記パラメータを従来にない精度で決定することに成功した。この結果は、米国の国際誌Geophysical Research Letter(GRL)で出版された。
2.OSOモードの振幅の緯度依存性
OSOモードは、半径方向の振動である。モードには、地球の圧縮率が主に効いており、Qが高いことが知られている。国立天文台の観測点オーストラリア・キャンベラでは、このモードが90日近くに渡って観測された。この観測点も含め13箇所のGGPデータの解析から、OSOの周期とQ-値を、0.8146505±9.710^<-8>、5514±8の高精度で決定した。特筆すべきこととして、世界で初めて、このモードの振幅の緯度依存性を発見したことがあげられる。3次元トモグラフイーを使ったモデル計算との比較から、観測値が、緯度依存性のみならず、経度分布についても内部構造を反映していることが確かめられた。南半球での両者の差が大きく、地球内部の3次元構造についての問題点の一つを示唆している。この成果は、GRLに投稿済である。

Research Products

• [Journal Article] A search for the Slichter Triplet with Superconducting Gravimeters : Impact of the Density Jump at the Inner Core Boundary (2006)
  • Author(s): Rosat, S., Rogister, Y., Crossley, D., Hinderer, J.
  • Journal Title: J.of Geodynamics 41 Pages: 296-306
• [Journal Article] Gravity tide and seasonal gravity variation at Ny-Ålesund, Svalbard in Arctic (2006)
  • Author(s): T.Sato, J.P.Boy, Y.Tamura, K.Matsumoto, K.Asari, H.-P.Plag, O.Francis
  • Journal Title: J.Geodynamics 41 Pages: 231-241
• [Journal Article] New determinations of Q quality factors an eigenfrequencies for the whole set of singlets of the Earth's normal modes OSO, OS2, OS3 and 2S1 using SG data from the GGP network (2006)
  • Author(s): Roult, G., Rosat, S., Millot-Langet, R., Clevede, E., Hinderer, J.
  • Journal Title: J.Geodynamics 41 Pages: 345-357
• [Journal Article] High-resolution analysis of the gravest seismic normal modes after the 2004 M_W = 9 Sumatra earthquake using superconducting gravimeter data (2005)
  • Author(s): Rosat, S., Sato, T., Imanishi, Y., Hinderer, J., Tamura, Y., McQueen, H., Ohashi, M.
  • Journal Title: Geophysical Research Letters 32,L1304
• [Journal Article] Long period tidal factors at Antarctica Syowa Station determined from ten years of Superconducting Gravimeter data (2005)
  • Author(s): S.Iwano, Y.Fukuda, T.Sato, Y.Tamura, K.Matsumoto, K.Shibuya
  • Journal Title: J.Geophys.Res. 110,B10403
• [Journal Article] Scale factor calibration of superconductin gravimeter at Esashi Station, Japan, using absolute gravity measurements (2005)
  • Author(s): Y.Tamura, T.Sato, Y.Fukuda, T.Higashi
  • Journal Title: J.Geodesy 78 Pages: 481-488
• [Journal Article] Scale factor calibration of a superconducting gravimeter at Esashi (2005)
  • Author(s): Y.Tamura, T.Sato, Y.Fukuda, T.Higashi
  • Journal Title: Journal of Geodesy (in press)
• [Journal Article] Parameters of the fluid core resonance inferred from superconducting gravimeter data (2004)
  • Author(s): Tadahiro Sato, Yoshiaki Tamura, Koji Matsumoto, Yuichi Imanishi
  • Journal Title: Journal of Geodynamics 38 Pages: 375-389
• [Journal Article] A Network of Superconducting Gravimeters Detects Submicrogal Coseismic Gravity Changes (2004)
  • Author(s): Imanishi, Y., T.Sato, T.Higashi, W.Sun, S.Okubo
  • Journal Title: Science 306 Pages: 476-478