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地震波速度推定による海洋最上部マントルの成長モデル・流動則の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K14009
研究種目

若手研究

配分区分基金
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

竹尾 明子  東京大学, 地震研究所, 助教 (90756933)

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: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワードプレートテクトニクス / 地震表面波 / 地震波干渉法 / 分散型音響センシング / 海底地震計 / 地震波速度構造 / 地震波 / マントル
研究開始時の研究の概要

1960年代に提唱されたプレートテクトニクスは表層現象を多く説明してきたが、その深部延長すなわちマントルダイナミクス解明には地震波速度やその異方性の推定が必要である。一方で、最近の研究により表面波のモード間カップリングがマントル地震波速度推定にバイアスを与えてきた可能性が浮上してきた。本研究では、このバイアスを定量化し、過去20年の間に太平洋で得られた海底地震計記録を再解析して最上部マントルの平均S波速度構造と鉛直・水平異方性構造を推定し、マントルの温度構造や流動則を推定する。最終的には、「表層のみではなく深部も説明しうる海洋プレート成長モデルとマントル流動則は何か」という問いに答える。

研究成果の概要

本研究では、地震波速度を使った地球内部の構造推定手法について研究を行い、自動的に高精度で地震波速度を推定する手法の開発や、複数の地震波が同時に到達した時の影響の評価などを行ない、陸域や海域、長周期や短周期など様々な記録に対応する手法を開発した。その結果、太平洋最古の海洋底の下のマントルの構造は単純な海底からの冷却だけでは説明できず深部の小規模マントル対流等による再加熱があることなどを議論した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

プレートテクトニクスは地震活動や火山活動など災害にも関わる多くの表層現象を説明してきたが、その深部延長すなわちマントルダイナミクスの解明には至っておらず、様々な地球科学的なアプローチが取られている。本研究では、地震波速度を使った地球内部の構造推定手法について研究を行い、太平洋最古の海洋底下のマントル構造の推定だけではなく、火山や東北沖の巨大地震発生帯浅部の構造推定にも貢献した。

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

    (5件)

すべて 2024 2022

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (2件)

  • [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
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [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] 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
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] DASと地震計上下動記録によるSPAC法: DAS記録のみを用いたSPAC法における,Love波のRayleigh波位相速度推定へ与える影響2024

    • 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2024年大会
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
  • [学会発表] DASと地震計上下動記録による常時微動表面波解析: 非等方入射におけるクロススペクトルの解析解と走時異常の見積もり2024

    • 著者名/発表者名
      福島 駿・西田 究・竹尾 明子
    • 学会等名
      日本地震学会2024年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2026-01-16  

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