Heki, K. Vertical and horizontal crustal movements from three dimensional VLBI kinematic reference frame: implication for the geomagnetic reversal timescale revision,

J. Geophys. Res., 101, 3187-3198, 1996.

NASA/GSFCの研究者が過去のすべてのVLBIデータをコンパイルして各観測局の位置と速度を推定 したものを、nnr-NUVEL1モデルに合うように平行移動と回転を施し、三次元速度基準系として 発表したもの。新規な点は(1)プレート境界から十分離れた複数の点を世界中にとり、それらとモデルの 「水平」速度の差の自乗和を最小にしたこと、(2)地磁気逆転年代の改定に伴うNUVEL1モデルの スケール誤差を吸収するために平行移動と回転に加えて速度のスケールを推定したこと、(3)得られた 鉛直速度を氷床後退に伴うリバウンドモデルと比較したこと等です。論文のscopeは広いのですが、実際 には筑波VLBI局のユーラシアプレートの安定部分に対する速度が国内のGPS点の速度をユーラシア固定に 変換する目的で便利に使われることとなりました。速度のスケールの議論は、その後太平洋プレートの速度 が現在一時的に速いのだという話などが出てややこしくなったまま未解決です。測地学的な支持のないまま に標準モデルとして従来の速度を約5%遅くしたNUVEL1Aが使われているのが現状です。

Three-dimensional kinematic reference frame of geodetic Very Long Baseline Interferometry (VLBI) stations, tied to a geologic plate motion model, was established using the GLB907 solution, by first selecting globally distributed stable plate interior stations, and then applying a small translation and a rotation for the entire network in a three-dimensional space so that the differences in the ``horizontal" velocities between the VLBI observations and the model predictions are minimized. Since the VLBI network is global, we only assume that the horizontal movements of tectonically stable stations obey a plate motion model; we need not to introduce any unwarranted constraints to the vertical velocities of specific stations to realize the frame. A suggestive correlation was found between the estimated vertical velocities of North American stations and those predicted by a post-glacial rebound model. The revision of the magnetic polarity time scale (MPTS) causes a uniform increase or decrease of the predicted velocities, which could be detected as the small difference between the measured and the predicted relative plate velocities. Direct estimation of the correction suggests that the VLBI data fit best to the model when the NUVEL1 model is corrected by +3.4 % (+/- 1.2 %), which differs significantly from the -4.5 % deduced from the astronomical MPTS calibration. This was further confirmed by estimating the rotation rates for individual plate pairs.


日置幸介 (email: heki@ep.sci.hokudai.ac.jp)