2013 Fiscal Year Research-status Report

マントルの3次元マルチスケール実体波波形インバージョン

Research Project

Project/Area Number	25400442
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	ゲラーロバート東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (40170154)
Project Period (FY)	2013-04-01 – 2016-03-31
Keywords	波形インバージョン / マントル最下部 / 中米下
Research Abstract	マントル最下部であるD"領域は，マントル対流の熱境界層であり，液体鉄合金から構成される外核と接する化学境界層でもあるため，D"領域の詳細な構造推定は地球進化を考える上で重要な手かがりとなる．しかし従来の解析手法を使った研究では，最下部マントルにおける深さ方向の解像度が，300-500km程度にすぎない．そこで本研究では，より詳細なD"領域の三次元不均質地震波速度構造の抽出及び鉱物学的な知見と照らし合わせたマントルダイナミクスの詳細な理解を目指し，地震波形インバージョン手法の開発に取り組んだ．さらに同手法を実際の広帯域地震波形観測データに適用し，中米及び太平洋下マントル最下部の地震波速度構造を推定する．これまでに理論地震波形計算及び偏微分係数波形の計算の効率化，及びデータハンドリングの効率化を行い，実際の地震波形観測データのトランスバース成分を用いて，マントル最下部のS波三次元不均質速度構造推定を意図したインバージョン手法を開発した．次に広帯域地震波形観測アレイネットワークUS-Arrayにより得られた地震波観測波形データを用いて，中米下のマントル最下部に同手法を適用した．その結果，世界最高解像度(水平 5°; 鉛直 50km)で中米下のD"領域内のS波速度構造を推定し，最下部400kmのマントルにわたってほぼ同じ水平位置にある水平方向250km×250kmのシート状の高速度領域が低速度領域に囲まれているという速度構造を明らかにした．また，その高速度領域と低速度領域の速度の違いは，深くなればなるほど大きくなることがわかった．
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 当初は，理論地震波形計算には相当の時間を要するものと想定していたが，手法の効率化により高速に計算が可能になった．
Strategy for Future Research Activity	同手法を太平洋下を中心に他の地域にも適用し，同時に非弾性減衰や異方性パラメタを取り入れたインバージョン手法を開発，適用していく予定である．
Expenditure Plans for the Next FY Research Funding	大規模波形データ用のストレージ購入に充てる予定であったのだが，そもそも質のよいデータが想定より得られなかったため，現状の設備で十分であったため．今後，Hi-net, F-netなどの広帯域観測アレイで得られた大量の波形データを扱うためのストレージ購入に充てる予定である．