焦点メカニズム

地震の震源メカニズムは、地震波を発生させる震源域の変形を説明する。断層関連の地震の場合、震源メカニズムは、ずれた断層面の方向とずれベクトルを指し、断層面解とも呼ばれる。震源メカニズムは、地震のモーメントテンソルの解から導き出される。モーメントテンソル自体は、観測された地震波形の解析によって推定される。震源メカニズムは、「最初の動き」のパターン、つまり最初に到達したP波が上向きか下向きかを観察することで導き出すことができる。この方法は、波形がデジタルで記録および解析される前に使用されていたもので、モーメントテンソルの解が簡単に得られないほど小さな地震に対しては、今でも使用されている。震源メカニズムは現在、主に記録された波形の半自動解析を使用して導き出されている。^[1]

モーメントテンソル解

モーメントテンソルの解は、いわゆるビーチボール図を使用してグラフィカルに表示されます。単一の断層面上で単一方向の運動を伴う地震中に放射されるエネルギーのパターンは、二重カップルとしてモデル化できます。これは、モーメントテンソルと呼ばれる 2 次テンソル(応力と歪みのテンソルに類似)の特殊なケースとして数学的に記述されます。

断層運動以外によって引き起こされる地震は、エネルギー放射のパターンがかなり異なります。たとえば、地下核爆発の場合、地震モーメントテンソルは等方性であり、この違いにより、このような爆発は地震応答と容易に区別できます。これは、包括的核実験禁止条約において地震と爆発を区別するための監視の重要な部分です。

グラフィカルな表現（「ビーチボールプロット」）

地震のデータは、下半球ステレオ投影を使用してプロットされます。方位角とテイクオフ角度は、個々の地震記録の位置をプロットするために使用されます。テイクオフ角度は、地震線が地震の震源から出てくるときの垂直からの角度です。これらの角度は、テイクオフ角度と震源と観測ステーション間の距離の関係を説明する一連の標準テーブルから計算されます。慣例により、P 波の最初の動きが上向き (圧縮波) だったステーションのデータは塗りつぶされたシンボルでプロットされ、下向き (張力波) のデータは白抜きのシンボルでプロットされ、動きの感覚を得るには到着が弱すぎるステーションのデータは十字でプロットされます。十分な観測があれば、圧縮観測と張力観測を分ける 2 つのよく制約された直交する大円を描くことができ、これが節面です。最初の動きが明確でないステーションの観測は、通常、これらの面の近くにあります。慣例により、圧縮象限は色で塗りつぶされ、張力左は白でプロットされます。 2 つの節面は N (中立) 軸で交差します。P 軸と T 軸もプロットされることが多く、N 軸では、これら 3 つの方向はそれぞれ、地震に関連する最大、最小、中間の主圧縮応力の方向と一致します。P 軸は白いセグメントの中央にプロットされ、T 軸は色で塗りつぶされたセグメントの中央にプロットされます。

地震の原因となる断層面は、節面の 1 つと平行になります。もう 1 つは補助面と呼ばれます。発震メカニズムのみから、どの節面が断層面であるかを判断することは不可能です。この曖昧さを解消するには、他の地質学的または地球物理学的証拠が必要です。断層の片側がもう片側に対して移動する方向であるスリップベクトルは、断層面内、N 軸から 90 度にあります。

例えば、2004年のインド洋地震では、モーメントテンソル解は2つの節面を与え、1つは北東に6度傾斜し、もう1つは南西に84度傾斜している。この場合、地震は北東に浅く傾斜した面と確実に関連付けることができる。これは、過去の地震発生場所とプレートテクトニクスモデルによって定義されている沈み込むプレートの方向である。 ^[3]

断層面解は、断層面の表面表現が存在しない深さ、または断層跡が海洋に覆われている深さの地震発生体積における断層の様式を定義するのに役立ちます。海底拡大仮説の簡単な成功例として、海洋トランスフォーム断層^[4]に沿った運動の方向が、オフセット海嶺の古典的な地質学的解釈で予想される方向と逆であることが実証されました。これは、海洋断層における地震の断層面解を構築することによって行われました。この解は、横ずれ特性のビーチボールプロットを示しました (図を参照)。1 つの節面は断層に平行で、すべりは海嶺から海底が拡大するという考えに必要な方向です。^[5]

断層面解析は、沈み込むプレート内の深部地震帯の一部が圧縮され、他のプレートが張力を受けていることを発見する上で重要な役割を果たした。^[6]^[7]

ビーチボール計算機

焦点メカニズム解 ( FMS ) を作成するためのプログラムはいくつかあります。MATLABベースのツールボックスである BBC は、ビーチボール図を作成するために使用できます。このソフトウェアは、さまざまなステーションに到着した最初の運動極性データをプロットします。圧縮と膨張はマウスの助けを借りて分離されます。最終的な図は自動的に作成されます。^[8]

参照

地震モーメント

参考文献

^ Sipkin, Stuart A. (1994). 「全球モーメントテンソル解の迅速な決定」.地球物理学研究レター. 21 (16): 1667–1670. Bibcode :1994GeoRL..21.1667S. doi :10.1029/94GL01429.
^ Yongliang Wang、Yang Ju、Yongming Yang (2018)、「既存の亀裂を考慮した水平井の穿孔の水圧破砕伝播のマイクロ地震モデリングのための適応型有限要素-離散要素解析」、Shock and Vibration、vol. 2018、pp. 1–14、doi：10.1155/2018/2748408、ISSN 1070-9622{{citation}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)
^ Sibuet, Jean-Claude; Rangin, Claude; Lepichon, Xavier Le; Singh, Satish; Cattaneo, Antonio; Graindorge, David; Klingelhoefer, Frauke; Lin, Jing-Yi; Malod, Jacques; Maury, Tanguy; Schneider, Jean-Luc; Sultan, Nabil; Umber, Marie; Yamaguchi, Haruka; 「スマトラ余震」チーム (2007)。「2004 年 12 月 26 日スマトラ・アンダマン大地震: スマトラ北部の地震時および地震後の活動」(PDF)。地球惑星科学レター。263 (1–2): 88–103。書誌コード:2007E&PSL.263...88S 。出典：http://www.mhlw.go.jp/stf/kenkou/keizoku/keizoku-shou.html
^ Wilson, J. Tuzo (1965). 「新しい種類の断層と大陸移動への影響」. Nature . 207 (4995): 343–347. Bibcode :1965Natur.207..343W. doi :10.1038/207343a0. S2CID 4294401.
^ Sykes, Lynn R. (1967). 「地震のメカニズムと中央海嶺の断層運動の性質」。Journal of Geophysical Research。72 ( 8): 2131–2153。Bibcode : 1967JGR ....72.2131S。doi : 10.1029/JZ072i008p02131。
^ Isacks, Bryan; Molnar, Peter (1971). 「マントル地震の震源メカニズム解析のグローバル調査による下降リソスフェアの応力分布」. 地球物理学と宇宙物理学のレビュー. 9 (1): 103–174. Bibcode :1971RvGSP...9..103I. doi :10.1029/RG009i001p00103.
^ Vassiliou, Marius S. (1984). 「モーメントテンソル逆解析による地震で明らかになった沈み込むスラブの応力状態」地球惑星科学レターズ. 69 (1): 195–202. Bibcode :1984E&PSL..69..195V. doi :10.1016/0012-821X(84)90083-9.
^ Shahzad, Faisal (2006).断層面解析および等震度マップのソフトウェア開発(MSc). イスラマバード: Quaid-i-Azam 大学。

外部リンク

発震機構 – 米国地質調査所
地質学者のための震源メカニズムの入門 – ベイラー大学
震源メカニズム – 断層のパラメータを入力すると「ビーチボール」図が作成されます
焦点メカニズムの説明: 「ビーチボール」とは何ですか? – IRIS コンソーシアム

[1] Sipkin, Stuart A. (1994). 「全球モーメントテンソル解の迅速な決定」.地球物理学研究レター. 21 (16): 1667–1670. Bibcode :1994GeoRL..21.1667S. doi :10.1029/94GL01429.

[2] Yongliang Wang、Yang Ju、Yongming Yang (2018)、「既存の亀裂を考慮した水平井の穿孔の水圧破砕伝播のマイクロ地震モデリングのための適応型有限要素-離散要素解析」、Shock and Vibration、vol. 2018、pp. 1–14、doi：10.1155/2018/2748408、ISSN 1070-9622{{citation}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)

[3] Sibuet, Jean-Claude; Rangin, Claude; Lepichon, Xavier Le; Singh, Satish; Cattaneo, Antonio; Graindorge, David; Klingelhoefer, Frauke; Lin, Jing-Yi; Malod, Jacques; Maury, Tanguy; Schneider, Jean-Luc; Sultan, Nabil; Umber, Marie; Yamaguchi, Haruka; 「スマトラ余震」チーム (2007)。「2004 年 12 月 26 日スマトラ・アンダマン大地震: スマトラ北部の地震時および地震後の活動」(PDF)。地球惑星科学レター。263 (1–2): 88–103。書誌コード:2007E&PSL.263...88S 。出典：http://www.mhlw.go.jp/stf/kenkou/keizoku/keizoku-shou.html

[4] Wilson, J. Tuzo (1965). 「新しい種類の断層と大陸移動への影響」. Nature . 207 (4995): 343–347. Bibcode :1965Natur.207..343W. doi :10.1038/207343a0. S2CID 4294401.

[5] ^ Sykes, Lynn R. (1967). 「地震のメカニズムと中央海嶺の断層運動の性質」。Journal of Geophysical Research。72 ( 8): 2131–2153。Bibcode : 1967JGR ....72.2131S。doi : 10.1029/JZ072i008p02131。

[6] Isacks, Bryan; Molnar, Peter (1971). 「マントル地震の震源メカニズム解析のグローバル調査による下降リソスフェアの応力分布」. 地球物理学と宇宙物理学のレビュー. 9 (1): 103–174. Bibcode :1971RvGSP...9..103I. doi :10.1029/RG009i001p00103.

[7] Vassiliou, Marius S. (1984). 「モーメントテンソル逆解析による地震で明らかになった沈み込むスラブの応力状態」地球惑星科学レターズ. 69 (1): 195–202. Bibcode :1984E&PSL..69..195V. doi :10.1016/0012-821X(84)90083-9.

[8] Shahzad, Faisal (2006).断層面解析および等震度マップのソフトウェア開発(MSc). イスラマバード: Quaid-i-Azam 大学。