3.1.5 大気・海洋現象が引き起こす固体地球の弾性振動現象

大量の地震計・気圧計・水圧計などのデータを丹念に解析し,ノイズと思われていた記録の中から新たな振動現象を探り当て,その謎の解明を目指している.その際,大気-海洋-固体地球の大きな枠組みで現象を捉える事が重要である.

(5-1) Lamb 波の発見

 Lamb 波とは水平方向には音波として振るまい,鉛直方向には静水圧平衡に達している波動である.我々は,アメリカ大陸に展開されている気圧計(300点以上) を解析し,初めてその存在を明らかにした.下層大気の擾乱がその励起源と推定される.また,重力波とのカップリングを通じて下層大気から熱圏にエネルギーを運んでいることを明らかにした.

(5-2) 常時地球自由振動の励起スペクトルの推定

グローバルに展開されている広帯域地震網のデータを使い,常時地球自由振動の励起スペクトルを推定した.周期200秒より短周期の帯域では,地表付近に分布するrandom shear tractionで励起を説明できるが,長周期側では圧力擾乱が存在しなくてはならない事を明らかにした.この結果は,長周期帯域では大気擾乱も励起に寄与していることを示唆している.

(5-3) 常時地球自由振動の相互相関解析によって明らかにされた,全球的に伝わる実体波

地震波干渉法の研究では,地震波の中でも主に表面波(Rayleigh波,Love波)によって内部構造が調べられてきた.しかし表面波を使う場合には,どうしても上部マントルより深い領域の構造を調べることは難しい.深い領域を調べるには実体波を使うことが非常に有効であるが,信号が小さいために技術的な困難がともなうためである.本研究では,全世界的に展開されている高品位・長期間かつ多量のデータを地震波干渉法解析することにより,初めて全球的に伝播する実体波の抽出に成功した.