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

2011 年东北冲地震震源区及其周围 3D 结构的全波形断层扫描

• 批准号: 20K04101
• 负责人: 岡元 太郎
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K04101/
• 关键词: 全波形トモグラフィー; 2011年東北地方太平洋沖地震; 地震波シミュレーション; 2021年東北地方太平洋沖地震

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。

This year, the research on the internal structure of the earth in the focal region of the northeast Pacific earthquake in 2011 was carried out. The waveform of the waveform is calculated by the method of calculating the residual of the waveform. This year's inverse problem analysis is to grasp the nature of the solution, successive analysis of the solution can be discussed Kubina et al. (2018) refer to the pre-processing (normalization) of sensitivity matrix. This pre-processing can be done by smoothing the matrix, and by selecting the extreme values. In the analysis of inverse problems in real time, the properties of decomposition energy arrays are discussed. The properties of S wave and S wave are compared with each other. The properties of S wave and S wave are compared with each other. The first layer is the shallowest layer (0-8.4km). The decomposition energy is the deepest layer. The seismic wave velocity in the shallow layer is different from that in the middle layer. The amplitude of the ratio field in the shallow layer is different from that in the middle layer. The main components of the ratio field are surface waves. The first layer is close to the shoreline, the northeast earthquake epicenter is close to the epicenter, and the decomposition of the S wave property rate can be compared with the large one, the trench is close to the middle one, and the opposite one is small one. The results are based on the analysis of seismic source distributions. This is a very important topic. The successive calculation of the inverse problem in the first cycle shows that the momentum of the first layer is negative, and the momentum of the northeast thrust earthquake is negative. A part of the achievements of the Seismological Society of Japan was presented at the Autumn Conference of 2022.

项目成果

東北地方太平洋沖地震震源域の波形トモグラフィーに向けた波動場の検討

东北太平洋海岸地震震中区波形断层扫描波场检查

• 发表时间: 2021
• 作者: Fujisawa;Y.;S. Murakami;N. Sugimoto;M. Takagi;T. Imamura;T. Horinouchi;G. L. Hashimoto;M. Ishiwatari;T.;Enomoto;T. Miyoshi;Y.-Y. Hayashi;小田原基記・竹下欣宏;岡元太郎・竹中博士・中村武史;佐山冴吾・竹下欣宏;廣瀬孝太郎・ 辻本 彰・青木 南・赤對紘彰・入月俊明・種市晟子・嶋池実果・瀬戸浩二;岡元太郎・竹中博士・中村武史
• 通讯作者: 岡元太郎・竹中博士・中村武史

Toward short-period (< 10 s) full waveform tomography in and around the 2011 Tohoku-Oki source area using land-ocean unified 3D initial model

使用陆地-海洋统一 3D 初始模型在 2011 年东北冲源区及其周围进行短周期（< 10 秒）全波形断层扫描

• 发表时间: 2020
• 作者: 岡元太郎;竹中博士;中村武史
• 通讯作者: 中村武史

東北地方太平洋沖地震震源域の波形トモグラフィー：分解能行列の検討

东北太平洋海岸地震震中区的波形层析成像：分辨率矩阵的研究

• 发表时间: 2022
• 作者: Fujisawa;Y.;S. Murakami;N. Sugimoto;M. Takagi;T. Imamura;T. Horinouchi;G. L. Hashimoto;M. Ishiwatari;T.;Enomoto;T. Miyoshi;Y.-Y. Hayashi;小田原基記・竹下欣宏;岡元太郎・竹中博士・中村武史
• 通讯作者: 岡元太郎・竹中博士・中村武史