[S-EM33] 電気伝導度・地殻活動電磁気学

[SEM33-08] 「ふつうの海洋マントル」プロジェクトにおけるマントル遷移層電気伝導度構造の解明

*松野 哲男¹、歌田 久司¹、馬場 聖至¹、清水 久芳¹、多田 訓子² (1.東京大学地震研究所、2.海洋研究開発機構)

キーワード：マントル遷移層, 電気伝導度構造, 北西太平洋

北西太平洋のマントル遷移層の電気伝導度構造を明らかにするため「ふつうの海洋マントル」プロジェクトで観測した海底電磁気データの解析結果について発表する。本研究の第一の目的は、固体地球科学における問いの一つ「マントル遷移層は地球の巨大な貯水槽か？」への回答を、最新鋭の海底観測機器による観測をつうじ電気伝導度構造から明らかにすることである。マントル遷移層の電気伝導度構造を明らかにするためには、データ感度の点から電磁気応答関数の周期は10⁵秒（およそ1日）である必要がある [Fukao et al., 2004]。地球電場観測装置(EFOS)は、長い電極間距離（およそ2 km）のために目標となる周期帯の電位差観測において海底電位差磁力計(OBEM)よりもシグナル・ノイズ比の高いデータを取得することができる[Utada et al., 2013]。そのことから電場計測にEFOSを用いた。さらに、このEFOSとOBEMの観測を複数年継続して行うことで、長期間の海底電磁場変動データ（EFOSは最長2年、OBEMは最長4年）を得ることができた。これら長期間の電磁場データをもちいることで、目標となる周期帯の電磁場応答関数を精度よく推定することができる。
三つのEFOSを2012年9月に設置し、2014年9月に回収した。一つのEFOSは全観測期間2年間において品質のよいデータを記録し、残りの二つのEFOSはそれぞれ1年間分のデータを記録した。EFOSの電場計測間隔は1秒で、機器の時刻のずれ（120秒以下）は補正した。MT応答関数は、これらのEFOSデータと、同じ観測点のOBEMの磁場データをもちいて推定し、GDS応答関数はOBEMの磁場データから推定した（OBEM磁場データの詳細については、同じセッションでの馬場ほかの発表による）。これらの応答関数の周期帯は、主として10⁵から10⁶秒である。MT応答関数はA海域（シャツキー海台の北西域）で3観測点、GDS応答関数はA海域で15観測点、B海域（シャツキー海台の南東域）で7観測点において推定した。
推定した応答関数を、既知の北太平洋下の１次元電気伝導度構造と地球表面の海陸分布を考慮したモデル[Shimizu et al., 2010]から計算される応答関数と比較した。その比較の結果、A海域のマントル遷移層は参照とした北太平洋の１次元電気伝導度構造よりも低電気伝導度である可能性、また、A海域のマントル遷移層の電気伝導度構造の南北方向の変化はほとんどない可能性が示唆された。現在さらなるデータ解析を行っており、その結果、および、結果にもとづくマントル遷移層の温度・含水量などについての解釈も発表する予定である。