利用噪声互相关提取体波震相研究地球深部结构

The purpose of this project is to extract body waves from noise correlation between stations and use them to study fine structures of the mantle and the core. The "new" data from this new approach is an important complement to traditional seismic methods, which may fill the "blank" caused by the inherent limitation of big earthquakes (small space and sparse number). Our preliminary results show we are able to extract body waves through the core, the mantle and the mantle transition zone. We will focus on the following key issues: 1) understanding the intrinsic link between these phases and other factors, such as earthquakes, frequency and so on. 2) further increasing the Signal-to-Noise Ratios (SNR) of body phases for this method. 3) using these phases to study the structures of the Earth's interior.

本项目将利用噪声互相关提取台站间的体波震相，以用于研究地幔和地核的精细结构。这种比较新的方法带来的“新”数据是对传统天然地震方法所得数据的一个重要补充，能填补天然地震在空间上和数量上的局限性所带来的“空白”。我们的初步结果显示内核，地幔及上地幔过渡带的体波震相已经能被提取。本项目将致力于解决如下关键问题：1）如何理解这些体波震相与地震，频率等等因素的内在联系，2）如何进一步增加这种方法所得体波震相的信噪比，3）如何利用这些震相研究地球深部结构。

噪声相关过去十年已经广泛用于面波提取从而能研究地球浅部(岩石圈)结构。这种方法能避免地震定位误差的干扰，也能克服天然地震震源空间分布的局限性从而极大地改善数据覆盖。但是，要利用地震干涉研究地球深部结构就必须提取体波震相。本项目对体波震相提取按照研究深度从地核到地幔转换带进行讨论。..对于地核研究，我们利用大地震尾波自相关，首次成功提取PKIKP2和PKIIKP2这两个震相。在系统处理全球台站数据之后，提出内内核有着近赤道面各向异性快轴方向。这与外内核南北向各向异性快轴方向有着显著的差异。另外，各向异性的表现形式也差异很大。如此显著的差异意味着内核在结晶固化中可能经历过完全不一样的状态和过程。..利用日本与东北亚其他台站互相关，我们观察到台间距从13到22度的P波震相。而这个台间距正好采样了地幔过渡带。这意味着将来我们可以利用地震干涉提取体波研究地幔过渡带结构。. 另外，噪声相关提取的体波震相随着深度的增加主频变得更低，而能量的主要来源也从地表噪声变成大地震尾波。