東京大学地震研究所特定研究B
「短波長不均質構造とその波動論的作用」
- 日時：平成10年1月13-14日
- 場所：東京大学地震研究所第２会議室
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| 研究代表者 | 松本 聡（秋田大・鉱山）
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| 地震研究所担当教官 | 山下輝夫（東大・震研）
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| WWW 制作 | 鶴岡 弘（東大・震研）
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研究目的・意義
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地球内部には様々な波長を持った，媒質の不均質が存在していると考えられる．この
うち，波長１km以下の短波長不均質構造は地震活動や火山活動に密接に関連している
．たとえば，地震の発生を制御しているのは破壊開始点の応力集中で代表される応力
の不均質や破壊強度不均質であると考えられる．応力の不均質はクラックなどの強い
不均質が重要な役割を演じている．また，火山噴火に関連したマグマの貫入によるク
ラックの発生は短波長の不均質として検出されるべきものである．このように，短波
長不均質構造は広域の構造とは別に直接的にこれらの地殻活動と関連しており分布形
態やその強度を検出することは極めて重要である．
現在，盛んに行われている地震波速度トモグラフィではその分解能がせいぜい数km程
度である．これは地震波の走時データ解析が基本であり，走時に主として寄与するの
は相対的に長波長の不均質構造である．短波長不均質構造は波形の乱れ，減衰等とし
て現れる．具体的には地震波の散乱によって形成されるコーダ波の出現や直達波の減
衰等である．本研究では自然地震・人工地震の波形を解析することによって短波長不
均質構造の分布形態・強度・周波数特性等を検出する．解析には様々な手法があり，
それぞれ検出できる波長，言い換えれば近似や仮定が異なっている．それぞれの手法
で得られた結果や問題点を議論し，手法の改善，開発を計る．特に短波長不均質構造
の分布だけでなく物理パラメータと結びつける方法を検討し，短波長不均質構造の波
動論的作用を観測データに基づいて明らかにしてゆく．さらに地震活動・火山活動と
関連してプラクティカルな構造モデルを構築する．
研究計画
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短波長不均質構造を推定するためにはいくつかのアプローチがある．これらのアプロ
ーチを短波長の不均質構造が顕著であると考えられる，地震発生域，断層，火山など
で適用することによって得られる結果を議論する必要がある．コーダ部分はインコヒ
ーレントな波の重ね合わせと考え，そのエンベロープの形状から散乱体の空間分布・
強度を推定する方法については，１）地震観測網等によって得られたデータからトモ
グラフィーの手法やシミュレーションによって広域な分布を決定論的あるいは統計的
に推定すると同時に不均質構造のスペクトル特性についても議論し，手法の改善を計
る，２）異方性媒質におけるエンベロープの形状を議論し推定方法を開発する．一方
，アレイ解析については，１）散乱波を波動論的に取り扱い，100m程度の波長以下の
スケールでの地殻中の不均質構造を検出し，物理的パラメータと結びつける手法の開
発，解析を行う，２）理論的あるいは実際的に得られた散乱現象に反射法探査で得ら
れた経験を加えることによって手法の開発を行う．
以上のようにして得られた結果・手法について議論しその適用性を明らかにする．同
時に地震活動・火山活動との関連について具体的に検討し，プラクティカルな構造構
築をめざす．具体的な進め方としては分担者が現在，個々に行っている研究について
議論し課題を明らかにするため前期に打合会を持つ．ここでの議論をふまえて各所属
機関においてさらに研究を進め後期に研究会を持ち不均質構造モデルを構築する．
研究期間
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平成9年4月〜平成10年3月
研究組織
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| 松本 聡 | 秋田大学鉱山学部 | 講師 | （研究代表者）
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| 伊藤 忍 | 東北大学大学院理学研究科 | 大学院生 | 日本学術振興会特別研究員
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| 小原 一成 | 防災科学技術研究所 | 主任研究官 |
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| 桑原 保人 | 地質調査所 | 主任研究官 |
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| 小菅 正裕 | 弘前大学理工学部 | 助教授 |
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| 西上 欽也 | 京都大学防災研究所 | 助教授 |
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| 西村 太志 | 東北大学大学院理学研究科 | 助手 |
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| 松岡 俊文 | 石油資源開発株式会社 | 部長 |
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| 吉本 和生 | 東北大学大学院理学研究科 | 助手 |
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| 山下輝夫 | 東京大学地震研究所 | 教授 | （地震研究所担当教官）
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- 弾性波探査の現状と動向
三ケ田 均（Schlumberger）
- 地震波エンベロープから推定される散乱構造
小原 一成（防災科研）
- 地震波エンベロープのゆらぎのアレイ解析
小菅 正裕（弘前大・理工）
- 日高山脈西部におけるバイブレータ震源とオフラインレコーダによる散乱体分布の推定
蔵下 英司（千葉大・理）
- アクロス（精密制御定常信号システム）の概要と現状
國友 孝洋(動燃・陸域地下構造フロンティア研究プロジェクトアクロス研究チーム)
- 分散型アレイ観測による兵庫県南部地震震源域周辺の地殻不均質
大熊 裕輝・西上 欽也（京大防災研）
- アレイ観測による散乱異方性検出の試み
松本 聡（秋田大・鉱山）
- 単坑井イメージングによる地下微細構造の探究
三ケ田 均（Schlumberger）
- 輸送方程式に基づく地震波エネルギーの時空間分布の評価
吉本 和生（東北大・理）
- 断層附近の破砕が断層成長および地震波生成におよぼす影響
山下 輝夫（東大地震研）
- 液体を含む亀裂群による地震波の散乱：飽和度と周波数帯による分類
河原 純（茨城大・理）
- 速度構造の小さな揺らぎによる最大振幅の大きな揺らぎ
干場 充之（気象研）
- 深さ依存型速度構造における地震波エンベロープ形成：一次等方散乱モデル
早川 俊彦・佐藤 春夫（東北大・理）
- 海上爆破−陸上小スパンアレイ観測による三陸沖の地殻深部構造
伊藤 忍（東北大・理）
- 短周期波動はいつ励起されるのか？
西村 太志（東北大・理）
- 微小地震を用いたコーダQc-1の地球潮汐応答(3)
鶴岡 弘（東大地震研）
