Ｃｈａｐｔｅｒ １． ＳｃＳ反射法とは

ＳｃＳは地表と コア・マントル境界（ＣＭＢ）の間を往復する波である。 特に ＳＨ波は地表やＣＭＢでほぼ完全に反射され、減衰しにくいので、 大きい地震の場合には、マントルを何度も往復した波が観測されることがある。

下図は、深発地震を 震央距離が約１１度の地点で観測したＳＨ波形記録である。 上側が原波形、下の波形が３０秒から２００秒のバンドパスフィルタを ほどこして拡大した波形である。ＳｃＳｎは約１５分ごとに波形に現れるが、 特にこの記録にはＳｃＳ５まで現れている。

１９９９年４月８日に中国・ロシア国境近くで起こった地震を、福江（ＦＵＫ）で 観測した記録。この地震は非常に大きかった（マグニチュード７クラス） 上、いくつかの好条件が重なり、明瞭なＳｃＳ５が観測されている。 時間軸はＳｃＳの到達時刻に合わせてある（地震発生はこの約８００秒前）。 ＳｃＳ５は実に１時間１５分もマントルを走り続けた波なのである。

例は非常に大きい地震の波形記録であるが、比較的大きい地震であればＳｃＳ２くらい までは観測できるので、従来からＳｃＳｎの記録は、全マントル平均の Ｑ値（いわゆるＱＳｃＳ）や速度を 求めるのに用いられてきた。
しかし、波形に現れている情報はそれだけではない。

ｓＳｃＳからＳｃＳ２までの間、またｓＳｃＳ２からＳｃＳ３までの間を 拡大して並べてみると、規則的に波が現れているのがわかる。 これらは ４１０ｋｍや６６０ｋｍのマントル不連続面からの反射波である。 ＳｃＳがさらに６６０ｋｍ不連続面の上側で反射してから地表に到達した場合の 波線。 右図は最初の波形を部分的に拡大したもの。図中の記号に数字が見られる が、この数字は反射面の深さを示している。

マントル不連続面からの反射波を用いると、不連続面の深さや反射係数、また 上部マントルのＱ値など、マントルの層構造としての情報を得ることができる。 これを用いた研究に Revenaugh and Jordan (1989, 1991) がある。

ところで現在日本には Ｊ−ａｒｒａｙという地震計のネットワークが 展開されつつあり、 広帯域地震計の観測点だけでも数十点を数える。 これに防災科学技術研究所のＦＲＥＥＳＩＡという広帯域地震ネットワークの 観測点を加えると７０点を越え、日本列島を網羅した一大観測点網になる。

日本付近はプレートの沈み込み帯である。沈み込み帯のマントルの構造は 複雑であるが、またこの領域は地球ダイナミクスを探るのに非常に大きな 鍵を握っている。Ｊ−ａｒｒａｙとＦＲＥＥＳＩＡのデータを用いることで、 日本付近のマントル構造を詳細に調べることができる。 特に、日本近傍で起こった地震をこの二つのネットワークで観測したＳｃＳの 波形を用いることで、マントルの層構造をより精度良く求めることができる。