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地震トモグラフィーとは?

じしんともぐらふぃー

地震モグラフィーとは、地震波の伝わり方を解析して地球内部の三次元構造を可視化する地球科学の手法です。

地震モグラフィー(seismic tomography)とは、世界各地の地震観測網が記録した地震波データを数理的に処理し、地球内部の速度構造や温度分布を三次元画像として描き出す手法です。医療分野のCTスキャン(コンピュータ断層撮影)と原理が共通しており、「地球のCT」とも呼ばれます。

地震波には縦波(P波)と横波(S波)があり、通過する物質の密度や温度・組成によって伝播速度が変化します。高温の岩石やマグマを含む領域では波速が遅くなり、冷たく硬い岩盤では速くなります。多方向から届く無数の地震波のわずかな到達時間のずれ(走時異常)を逆解析することで、地球内部の「速い領域・遅い領域」の分布を推定します。

この手法によって明らかになった主な成果には次のようなものがあります。

  • 沈み込んだプレート(スラブ)が深部へ達する経路の追跡
  • マントルプルームの存在の確認(ホットスポット下の高温上昇流)
  • 核とマントルの境界(CMB)付近の不均質構造の把握
  • 大陸根と呼ばれる安定大陸直下の冷却・厚い岩盤の検出

地震トモグラフィーは地球深部を直接掘削せずに内部構造を知る唯一の現実的手段であり、プレートテクトニクスやマントル対流の研究を大きく前進させました。

使い方・例文

日本列島の下に沈み込む太平洋プレートの形状や深度を地震トモグラフィーで描き出し、マグマ発生域の分布と火山の位置との対応関係を調べる研究が行われています。

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