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新たな波形インバージョンを用いた太平洋下のCMB超低速度領域の解明

利用新型波形反演方法阐明太平洋下 CMB 超低速区域

基本信息

批准号：
11J10283
负责人：
入谷良平
金额：
$ 0.83万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2012
项目状态：
已结题

项目摘要

地球の中心に位置する内核には、地震学的な特徴として、表層では西半球で低速度・低減衰、東半球で高速度・強減衰という半球不均質構造をしていることが明らかになってきた。しかし、観測データの複雑性から、表層から100～300kmの領域は解析されておらず、半球構造の成因は不明なままだった。本研究ではsimulated annealingを用いた地震波解析手法を開発し、それをグローバルな地震観測網で観測されたcore phaseデータに適用することで、内核表層から400kmまでの連続的な減衰・速度構造推定、及び減衰の周波数依存性を推定し、統一的な解釈を行った。減衰構造は表層300kmにおいて顕著な不均質構造が見られ、東半球では強減衰から弱減衰になる構造、西半球は北米下とアフリカ下で異なる構造が見られ、西半球内にも不均質構造があることが分かった。一方で、速度構造は西半球内の不均質は確認できず、西半球は低速度、東半球で高速度な領域が表層200kmにおいて存在することが分かった。また、減衰の周波数依存性に関しては、東半球では解析周波数領域で減衰の周波数依存性は無く、西半球では依存性が見られた。地震波減衰の原因が散乱だと考えると、解析周波数領域と同等のスケールの散乱体が存在すると減衰の周波数依存性がなくなり、さらに強減となる。一方、散乱体のスケールが小さくなると減衰の周波数依存性が現れ、地震波速度が低下する。本研究での結果はこの傾向と調和的であり、東半球が西半球に此べてgrain sizeが大きく、さらに西半球内では、アフリカ下は一様にgrain sizeが小さいのに対し、北米下では深くなるにつれて大きくなると考えられる。以上より、本研究によって、内核の不均質構造は表層300kmに限定され、深さ方向には単純な東西半球構造ではなく、さらに小スケールの不均質があることが明らかになった。

The location of the center of the earth is characterized by low velocity, low attenuation, high velocity, strong attenuation, and hemispherical heterogeneity. The complex structure of the surface layer is 100~300km long, and the origin of the hemispherical structure is unknown. In this study, the seismic wave analysis method used in simulated annealing was developed, and the core phase parameters of seismic network were determined. The attenuation, velocity structure estimation, and cycle number dependence of attenuation in the core surface layer up to 400km were estimated and unified solution was performed. Decay structure is 300km away from the surface layer, heterogeneous structure is visible in the eastern hemisphere, heterogeneous structure is visible in the western hemisphere, and heterogeneous structure is visible in the northern hemisphere. In one direction, velocity structure is confirmed to be uneven in the western hemisphere, low velocity in the western hemisphere and high velocity in the eastern hemisphere. The frequency dependence of attenuation is related to the frequency domain in the Eastern Hemisphere, and the frequency dependence of attenuation is not related to the frequency domain in the Western Hemisphere. The reason for attenuation of seismic waves is that the attenuation depends on the number of cycles, and the attenuation is strong. The frequency dependence of attenuation and seismic wave velocity is low. The results of this study show that the grain size in the eastern hemisphere is larger than that in the western hemisphere, and the grain size in the western hemisphere is smaller than that in the northern hemisphere. In this study, the heterogeneous structure of the inner core is limited to the surface layer of 300km, and the heterogeneous structure of the eastern and western hemispheres is limited to the deep direction.