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次世代マルチモード表面波トモグラフィー法の研究:アレイ解析によるアプローチ

研究課題

研究課題/領域番号 18J22114
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 固体地球惑星物理学
研究機関北海道大学

研究代表者

松澤 仁志  北海道大学, 大学院理学院, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2018-04-25 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2020年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2019年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2018年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワード地震波トモグラフィー / 表面波 / 高次モード / アレイ解析 / 北米大陸
研究実績の概要

地震表面波は上部マントル~マントル遷移層の広域な3次元構造モデルの復元に必要不可欠な情報源である.特に,より深部に感度を有する高次モード表面波を利用することで,深さ200km以深の構造を詳細に調べることが可能である.本研究では,マルチモード表面波の位相速度情報を用いて,「波線」と「波面」に基づく計測情報を組み合わせた,新たな地球深部3次元異方性不均質構造の高精度イメージング法の確立を目的とする.
研究員は,長さ2000-4000 kmスケールの1次元アレイ解析に基づくマルチモード表面波の位相速度計測法及び線形ラドン変換を用いたモード波形分離法の開発を行い,米国の高密度広帯域地震観測アレイUSArray(観測点間隔約70 km)における観測波形への応用に取り組んできた.これまでの研究成果から,北米大陸の位相速度マップについて,長さ数千kmの1次元アレイに基づく計測値をインバージョンに用いるため,数百kmスケールの細かな構造の変化が埋もれてしまい,モデルの水平方向の高解像度化が困難であることが分かった.
そこで本年度は,1観測点の記録波形に基づくマルチモード位相速度計測法(1点法)と,2次元アレイ解析の1つであるeikonal tomography法を組み合わせることによって,「波線」と「アレイ」のハイブリッドのマッピング法の応用に取り組んだ.約10年分のUSArrayの観測波形記録に対して適用した結果,Snake River Plainに対応する低速度領域をはじめ数百kmスケールの構造的特徴を分解することができた.
さらに,得られたマルチモード位相速度分布から鉛直異方性を含む北米大陸下の3次元S波速度構造(モホ面~マントル遷移層)を復元した.分厚い安定地塊の底がイメージングできるなど,高次モードの情報をモデルの制約として効率よく取り入れられたことが示唆された.

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Array-based analysis of multimode surface waves: application to phase speed measurements and modal waveform decomposition2019

    • 著者名/発表者名
      Matsuzawa H、Yoshizawa K
    • 雑誌名

      Geophysical Journal International

      巻: 218 号: 1 ページ: 295-312

    • DOI

      10.1093/gji/ggz153

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Radially anisotropic 3-D shear wave structure of the upper mantle beneath North America by the eikonal tomography2021

    • 著者名/発表者名
      松澤仁志,吉澤和範,Fan-Chi Lin
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2021年大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Multi-mode surface wave phase speed distribution in North America2020

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Matsuzawa, Kazunori Yoshizawa, Fan-Chi Lin
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multi-mode phase speed distribution in North America using eikonal tomography2020

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Matsuzawa, Kazunori Yoshizawa, Fan-Chi Lin
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mapping multi-mode surface wave phase speeds in North America using mode-branch waveforms decomposed by linear Radon transform2019

    • 著者名/発表者名
      松澤仁志,吉澤和範
    • 学会等名
      日本地球惑星連合2019年大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Multi-mode Phase Speed Measurements of Surface Waves with Hybrid Array-based Method: Application to USArray2019

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Matsuzawa, Kazunori Yoshizawa
    • 学会等名
      27th IUGG General Assembly
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] モード分離波形を用いたマルチモード表面波の位相速度分布:eikonal tomographyへの適用2019

    • 著者名/発表者名
      松澤仁志,吉澤和範,Fan-Chi Lin
    • 学会等名
      日本地震学会2019年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Phase speed and arrival angle measurements of multi-mode surface waves2018

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Matsuzawa, Kazunori Yoshizawa
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合 2018年大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] アレイ解析による北米大陸のマルチモード表面波位相速度分布2018

    • 著者名/発表者名
      松澤仁志,吉澤和範
    • 学会等名
      日本地震学会 2018年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Mapping multi-mode phase speed of surface waves in North America with array-based dispersion analysis using USArray2018

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Matsuzawa, Kazunori Yoshizawa
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-05-01   更新日: 2024-03-26  

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