講演情報
[P07-03]豪州大陸の上部マントルにおける地震波速度不連続面と方位異方性の層状分布
*吉澤 和範1、垂水 洸太郞1 (1. 北海道大学大学院理学研究院地球惑星科学部門)
大陸マントルには，Lithosphere-Asthenosphere Boundary（LAB）のような主要な地震学的境界面に加えて，リソスフェア内部に見られるMid-Lithospheric Discontinuity（MLD）や，水平流動するアセノスフェア底付近に対応するX不連続面（またはLehmann不連続面）など，複数の地震波速度不連続面の存在が知られている．近年，世界の大陸域での広帯域地震観測網の拡充により，実体波のレシーバ関数等の変換波の観測情報を用いて，MLDやX面など，微弱な不連続面の検出と空間分布推定が可能となってきた（e.g., Taira & Yoshizawa, 2020, GJI; Tarumi & Yoshizawa, 2025, submitted to PEPI）．本研究では，低周波（0.03–0.2 Hz）の方位依存P波レシーバ関数（P-wave Receiver Function: P-RF）をHarmonic decomposition（Park & Levin, 2016, GJI）によって1θ項（速度勾配方向を反映）と2θ項（高速伝播方向を反映）に分解し（θは北から時計回りの方位角），2θ項から観測点直下のS波方位異方性の高速軸の深さ分布を求め，不連続面との対応関係について検証した．
豪州中央部に位置するグローバル定常観測点WRABでは，地殻，マントルリソスフェア，アセノスフェア，230 km以深で，層状に方位異方性の高速軸の変化が確認できた．それぞれの層のS波の高速軸の方向は，地殻で40°–80°，リソスフェア内部（深さ80–110 km）で約120°，アセノスフェア内部（150–230 km）で約30°，230km以深では約100°であった．これらの高速軸が変化する深さは，WRAB付近で地震表面波・P-RFの同時解析によって得られたMoho，LAB，X面（Tarumi & Yoshizawa, 2025, submitted to PEPI）の境界面の深さ分布とよく対応している．また，マントルリソスフェアとアセノスフェア内部の方位異方性分布は，既存の表面波トモグラフィーモデル（e.g., Debayle et al., 2016, GRL; de Laat et al., 2023, GJI）と概ね調和的である．特に，アセノスフェア内部の方位異方性の高速軸は現在のプレート運動方向とほぼ一致する．
一方で，リソスフェア内で強い方位異方性が観測された深さは，MLDの深さ分布と調和的である．表面波とP-RFの同時インバージョンから得られるWRAB直下のMLDは，北から遠地P波が入射した場合には正の速度境界（深部に向かって速度上昇）として，東から入射した場合は負の速度境界（深部に向かって速度低下）として検出される．これは，東西方向に高速軸が向くような強い方位異方性の存在を示す．本研究の結果はこれと整合的であり，MLDの成因の一つとして，リソスフェア内の方位異方性の関与が示唆される．
豪州中央部に位置するグローバル定常観測点WRABでは，地殻，マントルリソスフェア，アセノスフェア，230 km以深で，層状に方位異方性の高速軸の変化が確認できた．それぞれの層のS波の高速軸の方向は，地殻で40°–80°，リソスフェア内部（深さ80–110 km）で約120°，アセノスフェア内部（150–230 km）で約30°，230km以深では約100°であった．これらの高速軸が変化する深さは，WRAB付近で地震表面波・P-RFの同時解析によって得られたMoho，LAB，X面（Tarumi & Yoshizawa, 2025, submitted to PEPI）の境界面の深さ分布とよく対応している．また，マントルリソスフェアとアセノスフェア内部の方位異方性分布は，既存の表面波トモグラフィーモデル（e.g., Debayle et al., 2016, GRL; de Laat et al., 2023, GJI）と概ね調和的である．特に，アセノスフェア内部の方位異方性の高速軸は現在のプレート運動方向とほぼ一致する．
一方で，リソスフェア内で強い方位異方性が観測された深さは，MLDの深さ分布と調和的である．表面波とP-RFの同時インバージョンから得られるWRAB直下のMLDは，北から遠地P波が入射した場合には正の速度境界（深部に向かって速度上昇）として，東から入射した場合は負の速度境界（深部に向かって速度低下）として検出される．これは，東西方向に高速軸が向くような強い方位異方性の存在を示す．本研究の結果はこれと整合的であり，MLDの成因の一つとして，リソスフェア内の方位異方性の関与が示唆される．