海底広帯域地震観測によるアセノスフェアの成因解明

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プレートテクトニクス理論は地震や火山等の自然現象を広く説明できる。この枠組みに基づきプレート運動やマントルの温度構造など様々なモデルが提唱されてきた。特に海洋下の最上部マントルはプレートの生成・水平運動などの影響をシンプルに反映していると考えられる。しかしながら、これまでの海洋下マントル構造推定は屈折法探査による深さ20km以浅と表面波トモグラフィーによる深さ30km以深に限られてきた。そこで本研究では、(1)5海域で得られた最新の広帯域海底地震計記録をアレイ解析することで、(2)表面波を3-100秒の広帯域において解析し、(3)最上部マントルの深さ10-150kmの地震波速度異方性を含む構造を推定してきた。本年度は、国際誌に投稿中であった解析手法および四国海盆に関する解析結果を改訂し、掲載された。次に北西太平洋のシャツキー海台南西部の解析について、解析手法の改良と解析結果をまとめ、国際誌に投稿した。さらにNOManプロジェクト(科学研究費・特別推進研究「海半球計画の新展開 : 最先端の英観測による海洋マントルの描像」)で得られたシャツキー海台の北西および南東部の新データにっいて解析を行った。時刻補正の必要な2観測点について0.1秒の精度で推定を行った。この結果は第2著者として論文執筆に参加し掲載受理された。次に、これまで開発してきた表面波解析手法を適用し、各海域における平均S波速度構造を推定した。これらに南太平洋1海域を含む全5海域の速度構造を比較した結果、(1)最上部マントル速度構造の議論には深さ約30kmの相転移の影響が無視できないこと、(2)深さ50-80kmにおける速度低下はプレートの下に部分溶融メルトなど急激に温度を低下させる構造を必要とすること、(3)これまで中央海嶺に直行すると考えられてきたマントルの流れは海嶺に斜行する場合もあることなどを初めて明らかにした。