Full waveform tomography of the 3D structure in and around the source region of the 2011 Tohoku-Oki earthquake

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今年度は昨年度に引き続き、2011年東北地方太平洋沖地震震源域の地球内部構造モデルを改良するための波形トモグラフィーについて研究を行った。この波形トモグラフィーでは、構造パラメータ摂動に対する波形の摂動量を示す感度カーネルを用いて、観測波形と計算波形の残差から構造パラメータの摂動量を逆問題解析によって求める。今年度は逆問題解析で得られる解の性質を把握するために、逐次解析1回目における分解能行列を検討した。まずKubina et al. (2018) を参考にして感度カーネル行列に前処理（規格化）を施した。この前処理によって分解能行列も平滑化され、極端に大きな値を取る要素がなくなるという効果が得られた。そして実際のデータを用いた逆問題解析を行い分解能行列の性質を検討したところ、S波弾性率（剛性率）の分解能が他のパラメータよりも相対的に大きいことと、S波弾性率の中でも最も浅い第1層ブロック（深さ0-8.4km）での分解能が深い層のものよりも大きいことがわかった。これらは浅い層の地震波速度が遅いために層内の波動場の振幅が他の層よりも相対的に大きくなることや、波動場の主要な成分が表面波であることを反映していると考えられる。また第1層ブロックでも、海岸線付近から東北沖地震震央付近までのS波弾性率の分解能が相対的に大きく、海溝に近いところでは相対的に小さくなり、海溝を越えると非常に小さくなることも見出された。この結果は解析に用いた震源分布に依存するものと考えられる。これは津波発生の上で重要な海溝近傍での分解能が低下することを意味しているため、重要な課題であると考えられる。なお上記の逆問題の逐次計算1回目で得られた第1層ブロックのS波弾性率摂動量は、東北沖地震震源域の周辺で負の摂動量がやや卓越する傾向が見られた。これらの成果の一部を日本地震学会2022年秋季大会で発表した。