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地球:PKJKP波の観測から得られた内核のS波異方性と組織

Nature 454, 7206 doi: 10.1038/nature07131

1世紀前に地球の核が発見され、それに続いて、固化した鉄でできていると考えられている固体の内核が見つかって以来、地震学は地球の最深部にあたるこの部分を解明しようと努力してきた。固体の内核に対する最も直接的な証拠は、内核を横切る剪断モードの実体波の観測だが、このような観測は極めて難しい。短周期データで観測したという2つの報告には異論がある。ほぼ間違いなく成功しているとされる研究は長周期データについてのものだが、平均化されているために観測の有用性が観察報告程度になってしまっている。本論文では、日本の高感度地震計アレイであるHi-Netで得られた重合データにおける内核S波相の高周波数の2つの観測結果を提示する。この「PKJKP」相のタイミングと振幅、波形を解析して、約0.3 Hzにおける内核のP波速度とS波の減衰に対する制約条件を求めたところ、標準的な等方的核モデルとは異なることがわかった。内核にS波異方性を導入すれば、波形の特徴を説明でき、核の地震波速度とこの観測が示唆すると思われる減衰モデルとの間の大きな違いを部分的に一致させることができる。内核が、c軸が自転軸と直交する六方稠密構造の鉄でできているとする単純なモデルによって、我々が観測したS波異方性と、既に確立している3パーセントのP波異方性の両方と矛盾しない異方性が得られる。

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