微動は時間的にも,空間的にも変化する振動現象であるが,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。通常われわれが観測できる微動は,複雑な微動源,伝播経路,観測場所などの地下構造情報を実体波や表面波の形で含んでいる。しかし,微動の発生源は主に地表面や海底面にあることを考えると,微動の中では,実体波より表面波の方が優勢なはずである。この優勢な表面波を利用し,地下構造を推定する手法として微動アレー探査法が開発された(岡田ほか,1990)。
表面波には,波の周波数(周期)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。したがって,表面波の分散,すなわち表面波の周波数(周期)と伝播速度の関係が分かれば,原理的には,それから地下構造を推定することができる。微動アレー探査で推定される地下構造は,水平成層構造で近似され,各層の物性値は主にS波速度で与えられる。探査の手順を以下に示す。
@ 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)による微動の観測
A 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―周波数の関係)で検出
B その分散を逆解析し,その分散をもたらした地下構造の推定
以上のように微動アレー探査は,表面波の分散性から地下構造を推定する探査法である。
本調査では,微動の上下動成分を観測する。したがって探査に利用する表面波はレイリー波となる。