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脈動実体波を用いた地球深部構造推定

研究課題

研究課題/領域番号 21K03715
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
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

西田 究  東京大学, 地震研究所, 教授 (10345176)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 完了 (2024年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード脈動 / 地震波干渉法 / マントル不連続面 / 海洋波浪 / レシーバー関数 / 地球内部構造推定 / 地動の脈動
研究開始時の研究の概要

脈動P波を観測した場合には、走時の測定は原理的に難しい。そのため、脈動 P波から地球内部構造を推定する場合には、何を観測量とすべきかという問題があった。そこで本計画では、走時異常に対応する測定量として、auto-focusing 法 によって測定した震央距離距離の異常を提案する。測定した震央距離の異常値から、CMBと遷移層構造の推定をめざす。

研究成果の概要

近年、海洋波浪起源の表面波(脈動)を利用した地震波干渉法の解析技術が進展し、観測点間の構造を抽出する技術が向上しました。より深部の構造を調べるため、脈動実体波が注目されています。そこで本研究では、脈動P波の励起源を新たな震源とみなし、カタログ化する手法を開発しました。新たに、脈動P波記録を用いて観測点直下の変換波を検出する一般化レシーバー関数解析法を開発し、日本列島に展開された地震計記録からマントル不連続面をイメージングすることに成功しました。この結果は、脈動実体波を解析することで、地震活動とは独立に観測網直下のマントル不連続面を検出できることを示しています。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年、震源分布の制約から抜け出すため、海洋波浪起源の地震波を用いた地震波干渉法研究が推し進められています。しかし地震波干渉法にも問題点があります。一つ目は観測点を仮想的な震源とみなす手法のため、依然として観測点の分布には縛られている点です。二つ目は、地震波干渉法解析に際して、等方一様な励起源分布が要請される点です。この仮定は特に実体波に対して多くの場合成り立たないという問題点が知られています。これら地震波干渉法解析の壁を乗り越えため、脈動実体波を空間的には点震源であり、時間的には持続的であると仮定し、地震波干渉法と通常の地震を用いた解析の中間とも言える、新たな手法を開発しました。

報告書

(5件)
  • 2024 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2025 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 5件、 査読あり 13件、 オープンアクセス 10件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Ocean Microseisms Recorded by the Cuban Seismic Network: Time Variation, Spectral Features, and Source Directionality Characteristics2025

    • 著者名/発表者名
      Poveda Brossard Viana、Nishida Kiwamu、Enescu Bogdan、Takagi Ryota
    • 雑誌名

      Seismological Research Letters

      巻: 96 号: 2A ページ: 758-771

    • DOI

      10.1785/0220240351

    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Ambient noise multimode surface wave tomography2024

    • 著者名/発表者名
      Nishida Kiwamu、Takagi Ryota、Takeo Akiko
    • 雑誌名

      Progress in Earth and Planetary Science

      巻: 11 号: 1

    • DOI

      10.1186/s40645-023-00605-8

    • 関連する報告書
      2024 実績報告書 2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Retrieval and precise phase-velocity estimation of Rayleigh waves by the spatial autocorrelation method between distributed acoustic sensing and seismometer data2024

    • 著者名/発表者名
      Fukushima Shun、Shinohara Masanao、Nishida Kiwamu、Takeo Akiko、Yamada Tomoaki、Yomogida Kiyoshi
    • 雑誌名

      Geophysical Journal International

      巻: 237 号: 2 ページ: 1174-1188

    • DOI

      10.1093/gji/ggae103

    • 関連する報告書
      2024 実績報告書 2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Extraction of Mantle Discontinuities From Teleseismic Body‐Wave Microseisms2023

    • 著者名/発表者名
      Kato S.、Nishida K.
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 50 号: 18

    • DOI

      10.1029/2023gl105017

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Tidal response of seismic wave velocity at shallow crust in Japan2023

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Takano, Kiwamu Nishida
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: - 号: 9

    • DOI

      10.1029/2023gl103011

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Understanding Surface Wave Modal Content for High-Resolution Imaging of Submarine Sediments with Distributed Acoustic Sensing2022

    • 著者名/発表者名
      Viens, L. M. Perton, Z.J. Spica, K Nishida, T. Yamada, M. Shinohara
    • 雑誌名

      Geophysical Journal International

      巻: 232 号: 3 ページ: 1668-1683

    • DOI

      10.1093/gji/ggac420

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書 2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Detailed S-wave velocity structure of sediment and crust off Sanriku, Japan by a new analysis method for distributed acoustic sensing data using a seafloor cable and seismic interferometry2022

    • 著者名/発表者名
      Fukushima Shun、Shinohara Masanao、Nishida Kiwamu、Takeo Akiko、Yamada Tomoaki、Yomogida Kiyoshi
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 74 号: 1 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1186/s40623-022-01652-z

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Multimode dispersion measurement of surface waves extracted by multicomponent ambient noise cross-correlation functions2022

    • 著者名/発表者名
      Takagi Ryota、Nishida Kiwamu
    • 雑誌名

      Geophysical Journal International

      巻: 231 号: 2 ページ: 1196-1220

    • DOI

      10.1093/gji/ggac225

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nonlinear Earthquake Response of Marine Sediments With Distributed Acoustic Sensing2022

    • 著者名/発表者名
      Viens Loic、Bonilla Luis Fabian、Spica Zack J.、Nishida Kiwamu、Yamada Tomoaki、Shinohara Masanao
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 49 号: 21

    • DOI

      10.1029/2022gl100122

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] S-wave modelling of the Showa-Shinzan lava dome in Usu Volcano, Northern Japan, from seismic observations2022

    • 著者名/発表者名
      Takeo Akiko、Nishida Kiwamu、Aoyama Hiroshi、Ishise Motoko、Kai Takeru、Kurihara Ryo、Maeda Takuto、Mizutani Yuta、Nakashima Yuki、Nagahara Shogo、Wang Xiaowen、Ye Lingling、Akuhara Takeshi、Aoki Yosuke
    • 雑誌名

      Geophysical Journal International

      巻: - 号: 3 ページ: 1662-1678

    • DOI

      10.1093/gji/ggac111

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A Global Centroid Single Force Catalog of P‐Wave Microseisms2022

    • 著者名/発表者名
      Nishida Kiwamu、Takagi Ryota
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Solid Earth

      巻: 127 号: 4

    • DOI

      10.1029/2021jb023484

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Subsurface Imaging With Ocean‐Bottom Distributed Acoustic Sensing and Water Phases Reverberations2022

    • 著者名/発表者名
      Spica Zack J.、Castellanos Jorge C.、Viens Lo?c、Nishida Kiwamu、Akuhara Takeshi、Shinohara Masanao、Yamada Tomoaki
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 49 号: 2

    • DOI

      10.1029/2021gl095287

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [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 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Ocean infragravity waveによるRayleigh waveの励起2023

    • 著者名/発表者名
      正本 義宗, 西田 究
    • 学会等名
      日本地震学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 常時微動を用いた日本海溝・千島海溝会合部におけるS波速度構造推定2023

    • 著者名/発表者名
      髙木 涼太, 東 龍介, 日野 亮太, 西田 究, 篠原 雅尚
    • 学会等名
      日本地震学会秋季大会 2023年11月1日
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] DASと3成分地震計によるspatial autocorrelationの定式化とLove波のDAS地震波干渉法への影響2023

    • 著者名/発表者名
      福島 駿, 篠原 雅尚, 西田 究, 竹尾 明子, 山田 知朗, 蓬田 清
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] S-netで観測された常時微動表面波の位相速度の方位依存性2023

    • 著者名/発表者名
      高木 涼太, 西田 究
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] A global search for SV/SH-wave microseisms2023

    • 著者名/発表者名
      加藤 翔太, 西田 究
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Extraction of P-s converted wave from teleseismic P-wave microseisms2022

    • 著者名/発表者名
      Shota Kato, Kiwamu Nishida
    • 学会等名
      AGU fall meeting
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 日本列島における脈動P波起源P-s変換波の抽出2022

    • 著者名/発表者名
      加藤 翔太, 西田 究
    • 学会等名
      日本地震学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Extraction of P-s converted wave from ambient seismic noise2022

    • 著者名/発表者名
      Shota Kato, Kiwamu Nishida
    • 学会等名
      JpGU meeting 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Extension of Seismic Interferometry for Marine DAS Data - Application of FK Filter and Formularization of SPAC Between DAS and Seismometer2022

    • 著者名/発表者名
      Shun Fukushima, Masanao Shinohara, Kiwamu Nishida, Akiko Takeo, Tomoaki Yamada, Kiyoshi Yomogida
    • 学会等名
      AGU fall meeting
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 常時微動トモグラフィーによる日本海溝・千島海溝沿い前弧海域下の3次元S波速度構造2022

    • 著者名/発表者名
      髙木 涼太, 西田 究
    • 学会等名
      日本地震学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] DASと3成分地震計によるspatial autocorrelationの定式化と三陸沖海底ケーブルデータへの適用2022

    • 著者名/発表者名
      福島 駿, 篠原 雅尚, 山田 知朗, 西田 究, 竹尾 明子, 蓬田 清
    • 学会等名
      日本地震学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of seismic interferometry analysis for DAS data on a seafloor cable to determine shallow S-wave velocity structure with spatially high resolution.2022

    • 著者名/発表者名
      福島 駿, 篠原 雅尚, 西田 究, 竹尾 明子, 山田 知朗, 蓬田 清
    • 学会等名
      JpGU meeting 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 脈動P波の震源カタログ:波浪モデルWAVEWATCH IIIとの比較2021

    • 著者名/発表者名
      西田究 , 高木涼太
    • 学会等名
      日本地震学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 日本列島における脈動実体波のP-s変換波の抽出2021

    • 著者名/発表者名
      加藤翔太 , 西田究
    • 学会等名
      日本地震学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Ambient noise tomography in the offshore forearc region along the Japan trench using S-net data2021

    • 著者名/発表者名
      高木涼太 , 西田究
    • 学会等名
      地球惑星科学連合2021年大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Extraction of P-wave reflections of mantle discontinuities from ambient seismic noise beneath Japan2021

    • 著者名/発表者名
      加藤翔太 , 西田究
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 脈動P波の震源カタログ2021

    • 著者名/発表者名
      西田究, 高木涼太
    • 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 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      https://www.eri.u-tokyo.ac.jp/people/knishida/

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2021-04-28   更新日: 2026-01-16  

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