Random inhomogeneities in the northern Izu‐Bonin arc estimated by tomographic inversion of peak delay times of S wave seismograms
Random inhomogeneities in the northern Izu‐Bonin arc estimated by tomographic inversion of peak delay times of S wave seismograms
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通过层析反演 S 波地震图峰值延迟时间估计伊豆-小博宁北部弧的随机不均匀性
DOI：
10.1029/2010jb007691
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发表时间：
2011
影响因子：
--
通讯作者：
Y. Tamura
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Tsutomu Takahashi;K. Obana;S. Kodaira;D. Suetsugu;N. Takahashi;S. Kamiya;Y. Tamura
[1]岩石圈中的随机不均匀性散射高频（>1 Hz）地震波。S波的累积散射效应可以从峰值延迟时间来测量，峰值延迟时间定义为从S波开始到最大振幅到达的时间滞后。本研究估计的功率谱密度函数（PSDF）的空间分布的随机速度不均匀性在北方伊豆小笠原弧的峰值延迟时间的反演分析假设冯卡门型谱。利用海底地震仪记录的波形数据，在多个频带（4-8、8-16和16-32 Hz）测量峰值延迟时间。在0-30 km深度的反演结果表明，强烈的不均匀性下的第四纪火山Aoga-shima，Sumisu-jima和Tori-shima。在30-70公里的深度，强烈不均匀的区域下的第四纪火山和弱不均匀性成像弧前侧。在0.5 < m < 50 km−1时，第四纪火山下的PSDF估计为P（m）~ 0.029 m−3.7 km − 3，其中m为波数（km−1）。弧前侧的PSDF为P（m）~ 0.0023 m−4.4 km 3。光谱滚降是显着不同的这两个地区之间，表明随机不均匀性的差异变得明显，在较小的空间尺度。Izu-Bonin Mariana弧的岩石学研究表明，岩浆和残余岩的运输发生在莫霍面。我们推测，小的岩浆包裹体或restite可能占强烈的不均匀性下的第四纪火山和它们的空间分布的随机特性改变了光谱滚降。
[1] Random inhomogeneity in the lithosphere scatters seismic waves at high frequencies (>1 Hz). The accumulated scattering effect of S waves can be measured from the peak delay time, defined as the time lag from the S wave onset to the maximal amplitude arrival. This study estimated the spatial distribution of the power spectral density function (PSDF) of random velocity inhomogeneities in the northern Izu-Bonin arc by inversion analysis of the peak delay times assuming von Karman-type spectrum. Peak delay times were measured at plural frequency bands (4–8, 8–16, and 16–32 Hz) by using waveform data recorded by ocean bottom seismographs. The inversion result at 0–30 km depth shows strong inhomogeneities beneath the Quaternary volcanoes Aoga-shima, Sumisu-jima, and Tori-shima. At 30–70 km depth, strongly inhomogeneous regions were imaged beneath the Quaternary volcanoes and weak inhomogeneities were imaged on the fore-arc side. The PSDF beneath the Quaternary volcanoes was estimated as P(m) ~ 0.029 m−3.7 km3 at 0.5 < m < 50 km−1, where m is the wave number (km−1). The PSDF on the fore-arc side is P(m) ~ 0.0023 m−4.4 km3. The spectral roll-off is significantly different between these two regions, indicating that differences in random inhomogeneities become pronounced at smaller spatial scales. Petrological studies of the Izu-Bonin Mariana arc have suggested that magma and restite transport occurs across the Moho. We speculate that small magma inclusions or restite may account for the strong inhomogeneities beneath the Quaternary volcanoes and that the stochastic characteristics of their spatial distribution have changed the spectral roll-off there.
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DOI：
10.1186/bf03352487
发表时间：
2004
期刊：
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L. Heliani;Y. Fukuda;S. Takemoto
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通讯作者：
K. Yoshimoto;U. Wegler;M. Korn
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发表时间：
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--
发表时间：
2008
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--
作者：
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通讯作者：
& Y. Tatsumi,
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发表时间：
2009
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--
作者：
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通讯作者：
宮田康治