(1)微動アレー調査の原理

微動には,人工的なものと自然的なものとがある。前者は一般に周期1秒以下の微動で、車両振動等を発生源とし、振幅に明瞭な日変化が認められる特徴がある。一方、後者は周期1秒以上の波で、主として気圧変化に伴う風や波浪等の自然現象が発生源であり、それらの現象の規模によって振幅は変化する。

微動は時間的に変化し、また、空間的にも変化するという特徴を持った波動である。弾性論的には、実体波(P波、S波)や表面波(レイリー波、ラブ波)の集まりである。通常観測される微動は、複雑な微動の発生源、伝播経路、観測場所の地下構造などに関する様々な情報を実体波や表面波の形で含んでいる。表面波には波の周期(周波数)によって伝播速度が変わる、いわゆる「分散性」の性質がある。この分散性は地下構造に密接に関係するものである。したがって、表面波の分散、すなわち表面波の周期(周波数)と伝播速度の関係がわかれば、それから地下構造が推定できることになる。

微動の発生源は多くの場合、地表面や海底面にあると考えられているので、実体波より表面波が優勢である。そこで、この優勢である表面波を利用し、次の手順で地下構造を推定する手法が開発(岡田,1990)された。

@ 微動観測:地表に面的に展開した群列地震観測網(seismic array network;以下,アレーと略記)により微動を観測する。

A 位相速度の推定:アレー直下の地下構造の情報を含む表面波を分散の形(位相速度−周期の関係)で検出する。

B S波速度の推定:その分散を逆解析して、そのような分散をもたらす地下構造を推定する。

なお、微動アレー調査で得られる地下構造は従来の地震探査とは違い、アレーの中心点下の地下構造を平行層で近似したものであり、各層の区分はS波速度による速度帯構造として認識される。

微動アレー探査法は、表面波の分散性から地下構造を推定する探査法であり、以下、微動探査法と呼ぶ。