2012 Fiscal Year Annual Research Report
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23340127
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
武井 康子 東京大学, 地震研究所, 准教授 (30323653)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 固体地球物理学 / 地殻マントル物質 / 地震波減衰 / 非弾性 / 部分溶融岩石 / マックスウエル周波数 / 粒界すべり / 粘弾性 |
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| Research Abstract |
本研究では、地震波帯域における岩石の非弾性特性とそのメカニズムの解明を目指している。代表者らの最近の研究成果から、多結晶体の非弾性データは、マックスウエル周波数fm（Euを非緩和ヤング率、etaを粘性とすると、fm=Eu/eta ）で規格化された無次元周波数f/fmのみの関数として、Q-1(f/fm)と表される相似則が存在することが分かった。しかし、この相似則を用いると、既存の実験データが地震波帯域（規格化周波数で10の6乗から９乗の範囲に相当）をカバーしておらず、より高周波，低温，粗粒での実験が必要であることも明らかとなった．昨年度、より高周波、低温での実験を可能にする新しい非弾性実験装置を設計・製作した。
今年度はこの装置に更なる改良を行い、当初の目標通りの高い装置剛性を実現することが出来た。これによってヤング率の測定精度が格段に上がった．この新しい装置を用いて実験を行い、f/fm = 10の7乗までの高規格化周波数領域で非弾性データを取得した。得られた実験データは、地震波の帯域に相当するような高規格化周波数帯域では、マックスウエル周波数を用いた単純な相似則が成り立たないことを示唆している。添加物のない高純度の試料の減衰スペクトルは、高周波帯域で速やかに小さくなるが、少量の添加物を加えた試料の減衰スペクトルは、高周波帯域に大きくて幅の広いピークが出現することが分かり、このピークの位置と大きさに強い温度依存性があることが分かった．今後はさらに系統的にデータを取得してこのピークのメカニズムを解明し、地震波に応用できる非弾性の振る舞いを解明したい。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
ヤング率と減衰の測定精度において、当初の目標通りの実験装置を完成することが出来た。また、超音波実験から、高周波極限のヤング率を非常に高い精度で測定することが出来た。これらの結果，高規格化周波数帯域での減衰スペクトルの形について、これまでにない新しい知見を得ることが出来た．試料作成方法についても，封圧下で粒成長を行う新しい方法を開発し、粒成長に伴う空隙の増大を押さえることに成功した．このように、（空隙の影響を受けない）物質本来のヤング率を粒径を変えて測定できるようになったことは、メカニズムの解明にとって大きな意味がある。
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| Strategy for Future Research Activity |
装置と実験手法が確立できたので，今後は様々な実験条件（周波数、温度、粒径、化学組成、メルト量、転位密度など）を系統的に変えて非弾性データを取得し、地震波に応用できる非弾性特性の解明を目指す。特に、添加物を含む系が融点近傍で示す非弾性挙動は重要である。二人体制で実験を行えるように、実験装置をもう一台増やすことを計画している。
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