[S-SS09] 地震波伝播:理論と応用

[SSS09-P10] MCMCを用いた表面波とレシーバー関数の解析による地震波鉛直異方性パラメタの観測可能性の検証

*丸山 純平¹、川勝 均¹、竹内 希¹ (1.東京大学地震研究所)

キーワード：鉛直異方性、表面波、レシーバー関数、マルコフ連鎖モンテカルロ法

近年，海洋の上部マントル/地殻や火山直下での強い鉛直異方性（Radial Anisotropy）の存在が報告されているが（例えば，Ekstrom&Dziewonski, 1998; Nettles&Dziewonski, 2008; Russell et al., 2019; Jaxybulatov et al., 2014; 長岡, 2020），その成因メカニズムについては地震波観測からの制約は得られていない． これは鉛直異方性を表現する5つの速度パラメタのうち，鉛直S波速度β_Vと入射角依存性を表す無次元量として新たに提唱されたη_Kに対するレイリー波の感度カーネルが類似しており、表面波解析によってそれぞれを独立に推定することが困難であることに起因している(Kawakatsu 2016)。そのためη_Kが決まらないことは，β_Vが厳密には決まらないことを意味するので注意が必要である．
　　本研究では、新たなパラメタη_Kの計測可能性をマルコフ連鎖モンテカルロ法(MCMC)を使って評価することを試みる．表面波の分散と複数の異なる入射角を持つ実体波のレシーバー関数のデータを組み合わせ、複数のパラメタを独立に推定できているか確認するためメトロポリス・ヘイスティングス法を用いて解析を行った。鉛直異方性を持つ単純な二層構造モデルについて予備的試験を行った結果、S波レシーバー関数では入射角を20−30°，P波レシーバー関数では20－50°の範囲で幅広く取ることで、η_Kとβ_Vの間のトレードオフを解消し両者を精度良く推定できることを確認した。この結果はより複雑な構造モデルでも表面波とレシーバー関数の組み合わせにより鉛直異方性のパラメタを推定することが可能であることを示唆している。講演では，様々な観測環境に対応したデータの組み合わせにより，鉛直異方性の計測可能性がどのように変わるかを明らかにし，将来的な解析/観測に資する予定である．