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固体惑星の非弾性変形に関す研究（惑星の内部減衰，潮汐加熱．地球月の軌道進化など）では，減衰の値は振幅に因らず一定であると仮定されてきた．一方，室内実験では振幅が大きくなると地震波減衰は明瞭な振幅依存を示すことがわかっている．しかしながら，室内実験で示される振幅依存は地震波観測よりも数桁大きな振幅で生じることから，地震波の減衰は振幅に依存しないと仮定されてきた．本研究では規模の異なる近接する地震のスペクトル比を計算し，その高周波側の傾きから減衰の振幅依存を検出するという新しい手法を提案し，その手法を2003年宮城県沖地震の余震をデータに適用した．振幅比が一定から30倍ほど異なる地震ペアについて解析を行ったところ，得られた結果は明瞭な振幅依存を示すこと，特に直達波で依存性が大きいことが明らかになった．解析ではいくつかのパラメータを事前に仮定して解析を行っているが，そのパラメータを観測されている範囲でばらつかせた場合でも，同様の結果を得ることを確認した．さらに振幅依存性をモデル化したところ，減衰が振幅の0.1-0.2乗に依存すれば観測結果をうまく説明できることが明らかになった．さらに，予備的に地殻内とプレート境界付近の地震も調査したところ，やはり減衰は振幅依存を示すことがわかった．一方で振幅依存性には違いがあり，それは地震波が伝播する領域の温度・圧力の違い，そしてそれに起因するミクロな変形過程の違いに起因する可能性がある．本研究の結果は，室内実験及び地震波観測の両方に大きなインパクトを与える結果であり，強震動予測の高精度化や地球内部構造の正確な理解に資すると期待される．
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