[S-SS09] 地震波伝播:理論と応用

[SSS09-04] 地震動に伴う減衰変化と減衰異方性変化

*辻 修平¹、山岡 耕春²、生田 領野³ (1.名古屋大学大学院環境学研究科、2.名古屋大学大学院環境学研究科付属地震火山研究センター、3.静岡大学理学部)

キーワード：地震時の変化、異方性変化、減衰変化、人工震源装置、アクロス

我々は、人工震源ACROSSを用いた実験のデータから、地震動に伴う減衰変化の異方性を発見した。本研究の結果として、より大きな速度減少を示す方位で、より大きな振幅減少が見られた。我々が解析したデータは、2000年から2001年まで淡路島で行われた実験（Ikuta et al., 2002）で得られた。その実験では、ACROSS震源は地表に設置され、発生させた信号は、震源近くに掘られた深さ800mと1700mのボアホールの底に設置された地震計で観測された。

振幅変化は、それぞれの伝達関数と基準とする伝達関数のパワーの比を使用する手法(辻・他、2020、JpGU)を用いて計算した。この手法では、伝達関数のパワーからそれに含まれるノイズのパワーを引くことで、推定された振幅の変化がノイズレベルの時間的変化に影響されないようにしている。

振幅の異方性変化を解析するために、2000年鳥取県西部地震（WT）と2001年芸予地震（GY）で観測されたS波の異方性変化を再調査した。 Ikuta and Yamaoka（2004）と同様の手法でS波の地震遅延の方位角変動を、その方向に振動する成分を合成し、彼らの研究より詳細に計算したところ、彼らが行った楕円近似では地震遅延の方位依存性のパターンが説明できないことが分かった。

そこで、異方性のパラメーターを使用して方位依存性のパターンをモデル化し、モデルのパターンと観測されたものをフィッティングし、主軸の方向を推定した。鳥取県西部地震では、800mと1700mの両方の地震計について主軸の方位はN90°Eであった。 芸予地震では、800mの地震計で、N85°E、1700mの地震計でN95°Eであった。Ikuta and Yamaoka (2004)では、800mの地震計について鳥取県西部地震・芸予地震ともにN100°Eと報告されており、本研究の結果とよく一致した。
得られた主軸の方向について、その振動方向の伝達関数の振幅変化を調べた。図に、主軸方向の振幅変化とその変化のフィッティングの結果を示す。図中の点と線は、振幅変化とそのフィッティングを示す。”major”と”minor”は、それぞれ速度異方性のより大きな軸とより小さな軸に対応する。鳥取県西部地震の場合、両方の地震計でより大きな後れを示した主軸方向により大きな振幅減少が観測された。芸予地震の場合、両方の地震計について有意な差は得られなかった。この結果は、減衰が大きい方向と速度低下が大きい方向が対応していることを示唆する。この傾向は、クラックを含む試料を用いて行われた実験室での実験と一致する。