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海底地震計を用いた海洋マントルの含水様式の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20J22082
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

KIM Hye Jeong (2020-2021)  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)

特別研究員 KIM Hye Jeong (2022)  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)
研究期間 (年度) 2020-04-24 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2022年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2021年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2020年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード海底地震計 / 海底堆積物 / レシバー関数 / 沈み込み帯 / レシーバー関数 / 海底地震観測 / 堆積層 / 地震波速度構造 / スラブ / レシーバー関数
研究開始時の研究の概要

Utilizing the in situ observation of the oceanic plates is key to estimate the water content of the oceanic lithosphere. Numerous broadband ocean bottom seismometer experiments have been conducted by Japan and other institutions worldwide, which allows analyzing regions of various circumstances. I propose to develop an analysis method that can utilize both event and ambient noise signal waveforms to constrain the water existence. It will help to overcome the previous difficulties of analysis and construct a comprehensive understanding of the hydration process of the oceanic plates.

研究実績の概要

On the top of the seafloor, two layers hamper the analysis of body waves recorded by ocean bottom seismometers (OBSs). They are the layer of water mass above the OBS and the seafloor sediment layer right beneath an OBS. The seafloor sediment layer is generally thin, less than a kilometer, and the P-wave and S-wave velocities are very low. A large impedance contrast between the sediment layer and the basement basaltic crust is the cause of strong P-wave and S-wave reverberations. Effects of the seafloor sediment layer are predictable if the structure of the sediment layer is known.

Through this project, a new method that characterizes the seafloor sediment layer using body wave records of earthquakes. Records of the radial, vertical, and pressure components are used to invert the multi-layered sediment structure at the seafloor. The method can resolve the P-wave impedance, P-wave travel time, and the S-wave velocity using the Markov chain Monte Carlo approach. The method has strength in taking the noise level information to retrieve the absolute value of the parameters. Synthetic tests using various models and real data applications to two stations showed the ability of the method.

Moreover, a possible influence of the sediment layer on the OBS data is investigated. The reverberations in the sediment and water layer of the ocean bottom environment cause frequency-dependent correction terms for the shallow layers (water and sediment). Also, we could identify the potential of combining the new method with the S-receiver function and surface wave analyses.

現在までの達成度 (段落)

令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Receiver Function Imaging of the Amphibious NE Japan Subduction Zone--Effects of Low-Velocity Sediment Layer2021

    • 著者名/発表者名
      HyeJeong Kim, Hitoshi Kawakatsu, Takeshi Akuhara, Masanao Shinohara, Hajime Shiobara, Hiroko Sugioka, Ryota Takagi
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Solid Earth

      巻: 126 号: 9

    • DOI

      10.1029/2021jb021918

    • 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 / 国際共著
  • [学会発表] High-resolution seismic constraint on the seafloor sediments using teleseismic body waves of ocean bottom seismometers2022

    • 著者名/発表者名
      HyeJeong Kim, Hitoshi Kawakatsu, Takeshi Akuhara, Nozomu Takeuchi
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High-resolution seismic constraint on the seafloor sediments using the teleseismic body waves: towards deeper structure analysis using receiver functions2022

    • 著者名/発表者名
      HyeJeong Kim, Hitoshi Kawakatsu, Takeshi Akuhara, Nozomu Takeuchi
    • 学会等名
      JpGU 2022 Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Receiver function imaging of the amphibious NE Japan subduction zone - effects of low-velocity sediment layer -2021

    • 著者名/発表者名
      HyeJeong Kim, Hitoshi Kawakatsu, Takeshi Akuhara, Masanao Shinohara, Hajime Shiobara, Hiroko Sugioka, Ryota Takagi
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Receiver Function Imaging of the Amphibious NE Japan Subduction Zone: Effects of Low-Velocity Sediment Layers2021

    • 著者名/発表者名
      HyeJeong Kim, Hitoshi Kawakatsu, Takeshi Akuhara, Masanao Shinohara, Hajime Shiobara, Hiroko Sugioka, Ryota Takagi
    • 学会等名
      Marine Seismology Symposium
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Towards continuous seismic imaging from offshore to land along the Japan trench : effects of offshore structures (sediment layers and lateral heterogeneities)2020

    • 著者名/発表者名
      HyeJeong Kim, Hitoshi Kawakatsu, Takeshi Akuhara
    • 学会等名
      日本地震学会2020年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-07-07   更新日: 2024-12-25  

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