地震波干渉法による地殻不均質構造と内陸地震の関係に関する研究

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2011年東北地方太平洋沖地震に伴う地震波速度変化を詳細に調べるために, 東北大学が岩手県遠野に設置した広帯域地震計アレイ(遠野アレイ)で観測された常時微動データを用いた. 地震波速度変化の深さ分布の推定のために重要な速度変化の周波数依存性を, 広帯域・高周波数分解能で明らかにした. また, 常時微動の非等方性を考慮することで, 常時微動源の時間変化による見かけの地震波速度変化を軽減でき, 地震波干渉法による地下構造モニタリング精度の向上にも貢献した.また, 2観測点間の相互相関テンソルの鉛直・動径成分と動径・鉛直成分の和と差を用いて, レイリー波とP波を分離する新手法を開発し, 遠野アレイのデータ解析からその有用性を実証した. この手法は, ロバストな常時微動探査手法の提案, 実体波と表面波を用いた地下構造推定の分解能向上, 常時微動の構成成分の理解に貢献すると考えられ, 本研究により三成分連続観測記録の有効な使用法を示した.地震波干渉法で得られた解析結果を正しく解釈するには, 常時微動そのものの理解を深める必要がある. そこで, 遠野アレイを用いて, 常時微動の構成成分を推定した. その結果, 1 Hz以下では常時微動は主に表面波で構成されるが, 1 Hz以上では実体波成分が卓越することが明らかになった. また, 常時微動の各構成成分は海洋波浪に対応した1週間程度の短期的な時間変化と長期的な年周変化を示すものの, その構成成分比は時間に依らずほぼ一定であり, 常時微動の励起メカニズムは時間的に安定であることを明らかにした. 本研究の結果は, 地震波干渉法で得られた解析結果の解釈に重要な基礎情報を与える.本研究による地震波干渉法の高度化と常時微動の構成成分の理解は, 地震波干渉法を用いて地殻不均質構造の時空間変化をより詳細に推定し, 内陸地震発生との関係を明らかにするための重要な成果である.