表面波の位相および偏向異常を用いた極東北アジア地域の地震波トモグラフィー

世界的にも最も活発な多くの地震・火山や複雑な背弧活動など、太平洋プレートの沈み込み帯である極東北部ユーラシア地域は、地球ダイナミクスを考える上でも重要な地域に関わらず、種々の理由より観測点、とりわけ広帯域地震観測点がこれまで疎であり、大規模速度構造も十分に求められていなかった。そこで、従来の広帯域地震観測網の波形記録(例:IRIS, F-net等)を用いて、表面波(まず鉛直成分のレーリー波)の位相速度の分布から、極東北部ユーラシア地域の3次元地震波速度構造を求めた。1990年から2005年までの25観測点と353個の地震から質のよい904個の波形記録を集め、これを解析した。そして、従来の表面波トモグラフィー手法に加えて、有限波長効果を取り入れて、空間分解能の向上を目指した。まず、波形記録を非線形インバージョン手法より初期モデルからの合成波形と比較する。次に、こうして波線毎に得られた表面波の各モードの位相速度から、周期毎の位相速度分布を第2段階のインバージョンとして求める。この際、表面波の波線の屈折や有限波長の影響も考慮する。こうして、周期毎の位相速度分布から3次元S波速度構造を求める。求められたこの地域の3次元S波速度構造の特徴を、以下にまとめる。沈み込む太平洋プレートに対応する6%に達する高速度異常地域が認められた。また、日本海とオホーツク海の下に低速度領域があり、これはマントルウェッジに対応する。その部分の深さ125kmでのS波速度は約4km/sであり、液体の存在を示唆する。さらに、オホーツク海北部に小さいながら高速度領域が同定され、これはかつて沈み込んだオホーツク海プレートの名残りと推定される。最後に、位相速度の方位依存性からは、日本海東縁で大きく変化しており、北米とユーラシアプレートの相対速度がかつて急激に変化したことに関係している可能性が高い。

世界的にも最も活発な多くの地震・火山や複雑な背弧活動など、太平洋プレートの沈み込み帯である極東北部ユーラシア地域は、地球ダイナミクスを考える上でも重要な地域に関わらず、種々の理由より観測点、とりわけ広帯域地震観測点がこれまで疎であり、大規模速度構造も十分に求められていなかった。そこで、従来の広帯域地震観測網の波形記録(例:IRIS, F-net等)を用いて、表面波(まず鉛直成分のレーリー波)の位相速度の分布から、極東北部ユーラシア地域の3次元地震波速度構造を求めた。1990年から2005年までの25観測点と353個の地震から質のよい904個の波形記録を集め、これを解析した。そして、従来の表面波トモグラフィー手法に加えて、有限波長効果を取り入れて、空間分解能の向上を目指した。まず、波形記録を非線形インバージョン手法より初期モデルからの合成波形と比較する。次に、こうして波線毎に得られた表面波の各モードの位相速度から、周期毎の位相速度分布を第2段階のインバージョンとして求める。この際、表面波の波線の屈折や有限波長の影響も考慮する。こうして、周期毎の位相速度分布から3次元S波速度構造を求める。求められたこの地域の3次元S波速度構造の特徴を、以下にまとめる。沈み込む太平洋プレートに対応する6%に達する高速度異常地域が認められた。また、日本海とオホーツク海の下に低速度領域があり、これはマントルウェッジに対応する。その部分の深さ125kmでのS波速度は約4km/sであり、液体の存在を示唆する。さらに、オホーツク海北部に小さいながら高速度領域が同定され、これはかつて沈み込んだオホーツク海プレートの名残りと推定される。最後に、位相速度の方位依存性からは、日本海東縁で大きく変化しており、北米とユーラシアプレートの相対速度がかつて急激に変化したことに関係している可能性が高い。