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地震波形インバージョンでスラブの詳細な挙動を探り固体地球の熱化学進化の解明に貢献

研究課題

研究課題/領域番号 19J20692
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
審査区分 小区分17040:固体地球科学関連
研究機関東京大学

研究代表者

山谷 里奈  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2019-04-25 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2021年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2020年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2019年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード海底地震計 / 海洋堆積層 / 地殻 / 地震波速度構造 / 地震波干渉法 / CMTインバージョン / 地震波伝播シミュレーション / 堆積層 / 震源メカニズム / 地震波速度構造推定 / 3次元波動計算
研究開始時の研究の概要

稠密観測網で記録された大量の自然地震の観測波形を解析することで、プレート沈み込み帯における高解像度な3次元地震波速度構造を推定する。3次元理論波形計算に有限要素法用いることで、震源推定及び上記の構造推定を反復し、解像度の限界に挑む。また、得られた構造をマントル対流計算及び鉱物物理学から解釈することで、沈み込んだ古プレートの詳細な挙動を探り、固体地球の熱化学進化の解明に貢献する。

研究実績の概要

前年度までに得られた堆積層及び地殻の詳細な地震波速度構造を国際誌に出版した。本年度はこの速度構造を用いて、周期0.6-2.5秒のP波波形を解析することで、茨城沖領域で発生した中小規模地震のセントロイド・モーメントテンソル解(CMT解:地震の震源位置、断層や滑りの方向などを示すパラメータ)を推定した。計算コストの制約により、理論波形の計算には有限差分法による地震波伝播シミュレーションを用いた。短周期波形を使用したことで、長周期波形を解析した既存のCMT解よりも高い空間分解能でCMT解が得られた。また、観測期間中に解析領域内で得られた既存のCMT解は約200個だったのに対し、本研究では536個のCMT解を推定することができた。得られたCMT解からは以下の主な特徴が得られた。 (1) 観測網の北東部で発生した余震の多くは逆断層であり、傾斜角と空間分布は太平洋プレートの沈み込みと一致している。また、東北地震の最大余震の破壊域 (Kubo et al., 2013) やスロー地震の一種であるTremorの発生域 (Nishikawa et al., 2019) と空間的に棲み分けている。(2)そのすぐ南部には、深さ10-15 kmに正断層の地震を発見した。これは、沈み込む海山が作り出す応力状態 (Sun et al., 2019など) を反映していると考えられる。(3)西部には、プレート境界よりも深い正断層が推定された。これらは、沈み込む太平洋プレートが、上に乗っているフィリピン海プレートによって曲げられたために発生したと解釈される。(4)北部には、プレート境界付近に横ずれ断層が推定された。本研究結果は現在、国際誌にて査読中である。

現在までの達成度 (段落)

令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Sedimentary Structure Derived From Multi‐Mode Ambient Noise Tomography With Dense OBS Network at the Japan Trench2021

    • 著者名/発表者名
      Yamaya Lina、Mochizuki Kimihiro、Akuhara Takeshi、Nishida Kiwamu
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Solid Earth

      巻: 126 号: 6

    • DOI

      10.1029/2021jb021789

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Moment tensor inversion using dense short-period OBS array in the off Ibaraki region2021

    • 著者名/発表者名
      Lina Yamaya, Kimihiro Mochizuki, Takeshi Akuhara
    • 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
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Centroid moment tensor inversion using dense array of short-period OBSs at off Ibaraki region2021

    • 著者名/発表者名
      山谷 里奈, 望月 公廣, 悪原 岳, 武村 俊介
    • 学会等名
      日本地震学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Moment tensor inversion using dense short-period OBS array in the off Ibaraki region2021

    • 著者名/発表者名
      Lina Yamaya, Kimihiro Mochizuki, Takeshi Akuhara
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Seismic ambient noise interferometry applied to dense OBS array of off Ibaraki region2020

    • 著者名/発表者名
      Lina Yamaya, Kimihiro Mochizuki, Takeshi Akuhara, Kiwamu Nishida, Tsuyoshi Ichimura, Kohei Fujita, Takuma Yamaguchi, Takane Hori
    • 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] 茨城沖領域に展開された短周期海底地震計の稠密観測網を用いた地震波干渉法による3次元S波速度構造2020

    • 著者名/発表者名
      山谷 里奈, 望月 公廣, 悪原 岳, 西田 究, 市村 強, 藤田 航平, 山口 拓真, 堀 高峰
    • 学会等名
      日本地震学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] S-wave velocity structure of the upper crust derived by ambient seismic noise tomography of off Ibaraki region in the Japan Trench subduction zone2020

    • 著者名/発表者名
      Lina Yamaya, Kimihiro Mochizuki, Takeshi Akuhara, Kiwamu Nishida, Tsuyoshi Ichimura, Kohei Fujita, Takuma Yamaguchi, Takane Hori
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 短周期OBS波形を用いたモーメントテンソル推定への試み2020

    • 著者名/発表者名
      山谷里奈, 望月公廣, 悪原岳
    • 学会等名
      令和2年度東京大学地震研究所共同利用研究集会「固体地球の多様な波動現象へ のアプローチ: 多量データ 解析と大規模計算を両輪に」
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 箱根火山の地形効果を考慮した火山性深部低周波地震に対する有限要素法による3次元地震波形計算2019

    • 著者名/発表者名
      山谷 里奈, 望月 公廣, 市村 強, 藤田 航平, 悪原 岳, 堀 高峰, 本多 亮, 行竹 洋平
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2019年大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 地震波干渉法による茨城沖領域の構造推定2019

    • 著者名/発表者名
      山谷 里奈, 望月 公廣, 悪原 岳, 市村 強, 藤田 航平, 山口 拓真, 堀 高峰
    • 学会等名
      日本地震学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Ambient seismic noise interferometry applied to dense OBS network off Ibaraki region, Northeastern Japan along the Japan Trench subduction zone2019

    • 著者名/発表者名
      Lina Yamaya, Kimihiro Mochizuki, Takeshi Akuhara, Tsuyoshi Ichimura, Kohei Fujita, Takuma Yamaguchi, Takane Hori
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 地震波干渉法による茨城沖領域の 1 次元 S 波速度構造推定2019

    • 著者名/発表者名
      山谷 里奈, 望月 公廣, 悪原 岳, 市村 強, 藤田 航平, 山口 拓真, 堀 高峰
    • 学会等名
      令和元年度東京大学地震研究所共同利用研究集会「広帯域波動現象の観測とその背景にある物理モデルの解明」
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] LinayamWeb

    • URL

      https://sites.google.com/view/linayamaya

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-05-29   更新日: 2024-03-26  

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