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本研究は、南海トラフ巨大地震の発生や強震動の予測を高度化するために、巨大地震の震源域であり、破壊開始点であり、強い地震波の経路である紀伊半島の3 次元地震波速度構造を正確に推定することを目的としている。
紀伊半島において我々が独自に展開した延べ約100点のリニアアレイ観測点のデータを用いて、レシーバ関数解析により地震波速度不連続面の3次元形状を推定した。それらを地震波走時トモグラフィの速度構造モデルに組み込み、さらに、定常観測点に加えて、リニアアレイを構成する臨時観測点の読み取り値も使用して、紀伊半島下の深さ60 kmまでの3次元地震波速度構造を推定した。
得られた3次元構造から次のような興味深い特徴を抽出することができる。まず、沈み込むスラブが深さ30～40 kmに達するあたりで深部低周波イベントが発生しているが、この発生域周辺は、P波速度（Vp）もS波速度（Vs）も低速度異常を示し、それらの比Vp/Vsは1.8程度と比較的大きな値を取る。これは深部低周波イベント発生域周辺に流体が存在することを示唆する。
つぎに、紀伊半島北西部の下部地殻に中心をもつ非常に強い低速度異常域では、VpもVsも10 %以上の速度低下を示していることからこの低速度異常の成因も流体と考えられる。ただし、Vp/Vs比は1.6程度と小さく、上述の深部低周波イベント発生域周辺の低速度異常域とは異なる性質を示す。この低速度域の直上にあたる和歌山県北部の上部地殻内では地震活動が非常に活発であることが知られている。下部地殻の低速度域から上昇してくる流体により地震が発生しやすくなっていることが示唆される。
これらは、海洋地殻の含水鉱物が深部低周波イベント発生域付近で脱水分解して、その結果放出された「水」がマントルウェッジや下部地殻に移動して、低速度域を作り出し、地震発生に関与していることを示している。
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