火山体の構造が地震波形に及ぼす影響の理論的研究

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本研究では、火山体の構造の内、重要と考えられる3種類の不均質(火山地形、低速度貫入物、不規則成層)が地震波形に与える影響について調べるために、数値シミュレーション及び、そのための波動計算法の改良を行った。まず、地形の効果を取り扱った。火山地形の2次元性及び3次元性が地震波形に及ぼす影響を調べた。2次元性については近地の波形(近地問題)、3次元性については遠地の波形(遠地問題)を対象とした。計算法は、2.5次元境界積分方程式法並びに3次元reflectivity法を用いた。次に、マグマ溜りやダイクといった低速度の貫入物が地震波形に及ぼす影響を調べた。ここでも近地問題と遠地問題の両方を解析した。計算は、2次元reflectivity及び2次元Pseudospectral法を用いて行った。Pseudospectral法の計算結果はアニメーションにし、貫入物によって地震波が散乱する過程を視覚的に追跡する試みを行った。最後に、火山体中の層構造(不規則成層構造)における地震波の伝播過程を調べた。計算には、2次元Pseudospectral法並びに3次元reflectivity法を用い、特にカルデラの堆積層の2次元的及び3次元的影響について解析した。ここでは遠地問題だけを扱った。その際用いたPseudospectral法には、今回、解く問題の空間対称性を利用して計算量を大幅に減らす工夫を施した。この計算法については、定式化並びに計算例を地震学会秋季大会(福岡)で発表した。実際の火山では、これら3種類の不均質の間に相互作用があるわけであるが、まず波動伝播の素過程を明らかにするという意味から、今回は、特に、研究対象をこれらの個々の影響に絞ることにした。3種類の不均質の間の相互作用については、今後の課題である。