平成6（1994）年度　共同研究Ａ実施報告書

 

課題番号

6−共研−53

専門分類

6

研究課題名

逐次波形インバージョンによる地球内部３次元構造の推定

フリガナ

代表者氏名

ゲラー　ロバート　ジェイ

Geller　Robert, J.

ローマ字

所属機関

東京大学

所属部局

大学院理学系研究科

職　　名

助教授

所在地

TEL

FAX

E-mail

URL

配分経費

研究費

0千円

旅　費

0千円

研究参加者数

4　人

 

 

 

研究目的と成果（経過）の概要

逐次波形インバージョンにより地球内部３次元構造（密度、地震波速度の３次元的な分布）を推定する際の、推定法及び推定された地球モデルの信頼性の評価、逆問題の数値解法の開発を行う。データには、世界各地に展開されたグローバル地震観測網により得られた高性能地震計の観測波形記録を用いる。


我々の研究の目的は、地震波形データを用いて詳細な３次元内部構造（密度、地震波速度構造）モデルを推定することである。我々はこれまでに効率的にこのような逆問題を解く計算手法（Direct Solution Method, DSM）を開発し、また周期の長い地震波（表面波）波形データを用いて世界で初めて逐次的に地震波速度構造を推定した。本年度は我々が得た地震波速度構造モデルの評価と、今までより詳細な内部構造モデルを得るための準備を行った。
我々は本年度、我々が推定したモデルを評価し、旧大陸の下の高速度異常が確実に深さ300-400km にまで広がっていることを示した（Hara & Geller 1994a）。
より詳細な内部構造モデル推定のためには、表面波だけでなく周期の短い地震波（実体波）を用いてモデル推定を行う必要がある。我々は本年度、これの準備のため、効率的な順問題（理論波形計算）の計算手法を開発した。DSM を用いれば高精度に理論波形計算ができること（Cummins et al. 1994b）、また解析解を試験関数とすれば理論波形計算がより効率化できる可能性があること（Geller & Hatori 1995）を示した。
また1992年のLanders 地震において、震源近傍で球対称地球モデルではとても説明ができない振幅異常が報告されたが、３次元不均質構造を考慮に入れることで十分説明できることを示し（Hara & Geller 1994b）、このような地震波形記録も逆問題で有効な情報を提供するを確認した。

 

当該研究に関する情報源（論文発表、学会発表、プレプリント、ホームページ等）

Tatsuhiko Hara and Robert J. Geller, The geological origin of long wavelength lateral heterogeneity at depths of 300-400km, GEOPHYSICAL RESEARCH LETTERS, VOL.21, NO. 10, MAY 15, 1994a.
Tatsuhiko Hara and robert J. Geller, Anomalously Large Near-Field Rayleigh Waves Excited by the 1992 Landers, California, Earthquake, Bulletin of Seismological Society of America, Vol. 84, No 3, June 1994b.
Phil R. Cummins, Robert J. Geller, and Nozomu takeuchi, DSM complete synthetic seismograms: P-SV, spherically symmetric, case, GEOPHYSICAL RESEARCH LETTERS, VOL. 21, NO. 15, JULY 15, 1994b
Robert J. Geller and Tomohiko Hatori, DSM synthetic seismograms using analytic trial functions: plane-layered, isotropic, case, Geophysical Journal International, VOL. 120, NO. 1, JANUARY 1995.

羽鳥友彦，ゲラー ロバート，解析試験関数を用いたＤＳＭ法による理論波形の計算（その２）: 水平成層等方媒質におけるP-SV波の場合，日本地震学会，1994年10月21日.
羽鳥友彦，ゲラー ロバート，解析試験関数を用いたＤＳＭ法による理論波形の計算: 水平成層等方個体−液体媒質におけるP-SV波の場合，地球惑星科学関連学会，1995年3月27日.

研究会を開催した場合は、テーマ・日時・場所・参加者数を記入してください。

（１）詳細な３次元モデルを求める大規模計算を実行するためのアルゴリズムの開発。データには、表面波及び実体波を使う。（２）地球内部構造の推定は非線形逆問題であり、本研究では問題を線形化し、逐次的に解く。この逐次線形波形インバージョン法及び推定された３次元モデルを統計的に評価する方法の開発を行い、実際に評価を行う。

 

研究参加者一覧

氏名

所属機関

竹内　希

東京大学大学院

田辺　國士

統計数理研究所

羽鳥　友彦

東京大学大学院