Source mechanism of long-period volcanic tremors and earthquakes using topological analysis

基于拓扑分析的长周期火山地震震源机制

基本信息

批准号：
22K03774
负责人：
武尾実
金额：
$ 2.58万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03774/
关键词：
火山性微動長周期地震相図解析位相幾何学的解析

项目摘要

マグマ噴火に先行するマグマ湧出期やマグマ噴火の時期に発生する火山性微動や長周期地震は，マグマ噴火の発生機構を解明するための重要な情報を提供する．本研究では，複数の火山でこの時期に観測された火口近傍での多様な振動特性を示すデータに基づき，マグマ噴火の多様な発生機構に迫ることを目指す．2022年度は，先ず，2004年浅間山噴火に先行する長周期微動・長周期地震に対する予察的な数理モデルであるコントロール・バルブの検討を進め，日本学士院紀要の論文の中にこの成果をまとめた．この論文は，浅間山の深さ約10kmより浅い領域のマグマ供給系を地震波速度構造と地殻変動及び火山性地震の活動に基づいて明らかにした研究成果をレビューすると同時に，2004年浅間山噴火以降の2017年までの長期にわたる観測データ及び解析結果を基に，噴火活動とその前駆現象との関連を解明した．この中で，コントロール・バルブをベースとした数理モデルにより，2004年噴火に先行して観測された長周期微動・長周期地震がマグマ噴火に前駆する火道閉塞のシグナルであった可能性を示した．さらに，2021年の論文（Takeo, 2021）で構築した粘性流体の流動に起因する数理モデルの挙動を，流体流路の圧力-断面積の関係構成式を幅広く変化させて，励起される振動の相図の特徴を整理した．その結果，これまでは流体の移動が制限された条件下で発生すると考えられていたゆっくりと減衰する調和型の地震動（N型地震と呼ばれる）が，流体流動の数理モデルにより実現できることを明らかにした．本研究により，同様の振動パターンが全く異なる物理的条件の下でも励起されることが明らかになり，N型地震の見方について，新たな視点を付け加えることが出来た．この成果については，2023年春の地球惑星科学連合学会の大会で報告する予定である．

在岩浆喷发期间发生的火山震颤和长周期地震，岩浆喷发前的岩浆喷发期提供了重要的信息，以阐明岩浆喷发的机理。这项研究旨在根据数据在此时在多个火山中观察到的火山口附近的各种振动特征探索岩浆喷发的各种机制。在2022年，我们首先开始考虑对照阀，这是一个数学模型，用于在2004年Asama爆发之前进行长周期微型构造和长周期地震，并在日本科学院的论文中汇编了结果。 This paper reviewed the research results that revealed the magma supply system in a region shallower than 10km deep on Mount Asama based on seismic wave velocity structure, crustal deformation and volcanic earthquake activity, and also elucidated the relationship between eruption activity and its precursor phenomenon based on long-term observation data and analysis results from 2017 after the eruption of Mount Asama in 2004. In this article, a mathematical model based on a control阀表明，在2004年喷发之前观察到的长期周期微型转机和长周期地震可能是燃烧岩浆喷发的燃料阻塞的信号。此外，由于在2021纸（Takeo，2021）中构建的粘性流体流动引起的数学模型的行为通过更改压力 - 横切面积关系的组成型方程而发生了很大变化，并组织了激发振动相位图的特征。结果，已经揭示了以前认为在流体运动有限的条件下，可以使用流体流动的数学模型来实现谐波谐波地震运动（称为N型地震）。这项研究表明，在完全不同的物理条件下，类似的振动模式受到激发，我们能够添加有关如何查看N型地震的新观点。这项成就将在2023年春季地球与行星科学联合学会会议上报告。