Takeshi Akuhara1 , Michael G. Bostock2 , Alexandre P. Plourde2, and Masanao Shinohara1
1Earthquake Research Institute, The University of Tokyo, Tokyo, Japan, 2Earth, Ocean and Atmospheric Sciences, The
University of British Columbia, Vancouver, British Columbia, Canada
JGR: Solid Earth First published: 24 January 2019 https://doi.org/10.1029/2018JB016499
地震波を用いて地球内部の構造を調査する手法のひとつに、レシーバ関数解析と呼ばれる手法があります。簡単な計算で地震波形から地下構造の情報を引き出すことができるため、1970年代に開発されて以来、多くの研究で使われています。しかし、レシーバ関数の計算方法は不安定であり、高周波帯域の地震波形や、堆積層や海水内の反射波がノイズとして混入する海底地震計のデータでは、期待通りの結果にならないことがわかっています。
そこで、レシーバ関数解析の次世代型ともいえるような、新しい手法を開発しました。コンピュータの計算能力を活用した現代的な統計手法を用いて、先に述べた問題点の解決を図ります。コンピュータ上でシミュレーションを行ったところ、新しい手法は、従来の手法が通用しないような挑戦的なデータ――すなわち、海底で計測された高周波帯域の地震波形――に対しても、期待通りの結果を出せる可能性があることが分かりました（図１）。
実際に海底地震計で観測されたデータでも、新手法が機能するかどうかを調べるために、日本海に設置された海底地震計のデータに対して同手法を適用してみました。その結果、やはり新手法は従来の手法よりも明瞭に、地下構造のシグナルを抽出できることが確かめられました。また、得られた高周波かつ推定誤差の小さいレシーバ関数波形を利用することで、海底に降り積もった堆積物の詳細な成層構造を明らかにできることを示しました。より深い地殻内の構造についても、高解像度で調査できる可能性があります。今後、新手法を各地の観測データに適用することで、地球内部構造に関する様々な発見が期待されます。
※新手法を動かすためのコンピュータプログラムは、ウェブ上で公開されています（https://github.com/akuhara/MC3deconv：研究者向け、英語サイト）
