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地球:沈み込む海洋プレート内の含水によって断層が引き起こした地震波異方性

Nature 455, 7216 doi: 10.1038/nature07376

地球内部を伝播する方向の関数として弾性波速度が変化する現象は広く知られており、地震波異方性と呼ばれている。地震波異方性の形と大きさは、S波スプリッティングを測定して見積もるのが一般的である。S波スプリッティングは、S波の速い成分の偏向方向と速い波と遅い波(偏向方向が直交している)の時間遅延の測定からなる。沈み込み帯では、遠地地震のS波の速い成分は一般的に海溝の走向方向と平行であるが、いくつかの例外も報告されている(カスカディアおよび南米の限定された地域)。沈み込み帯の上のS波スプリッティングをどのように解釈するかについては議論が続いており、世界中で報告されている異方性パターン全体を完全に説明できそうなモデルはない。本論文では、沈み込み帯の前弧地域で測定された地震波異方性の形と大きさは、沈み込む海洋プレート中の水を含む断層の選択配向に強く依存することを示す。異方性は、急傾斜した断層に沿って形成された極めて異方性の高い含水鉱物(蛇紋岩と滑石)の結晶学的選択配向性と、地殻-マントルの乾いた部分と水を含む部分からなり、層の間隔が遠地地震の地震波の波長よりも数倍小さい大規模な鉛直方向の層構造から生じている。断層の方向と見積もられた遅延時間は、ほとんどの沈み込み帯で観測されたS波スプリッティングパターンと一致している。

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