| 研究分担者 |
長濱 裕幸 静岡大学理学部(現在,東北大学理学部, 助手), 助手 (60237550)
金川 久一 千葉大学, 理学部, 助教授 (40185898)
清水 以知子 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (40211966)
中嶋 悟 北海道大学, 大学院・理学研究科, 教授 (80237255)
鳥海 光弘 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (10013757)
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| 研究概要 |
本研究の目的は,(1)深部断層岩中に認められる断層深部の変形を室内実験で再現して現実的な断層モデルを確立すること,(2)高速応答載荷システムを開発し,不安定な断層運動を制御しながら,高温下における断層の力学的性質を測定する実験システムを作ること,(3)岩石のレオロジーに関する基礎研究をおこない,レオロジーからみたプレートの実体を論じることであった.このような研究は,大地震の発生過程を理解する上で重要である.高速応答載荷システムに関しては,油圧サーボ式載荷システムを製作し(最大動的圧縮力:500kN),高温二軸試験機として今後様々な高温摩擦実験をおこなう先端的な設備が整った.主要な研究成果は以下の通りである.
(1)地温勾配の影響を再現する形で初めてリソスフェアを横切る実験に成功した.また,断層帯が複数の鉱物からなる場合には,変形しやすい鉱物が断層の性質をほぼ完全に支配することが示された.その結果,地震の下限の意味,マイロナイトの生成条件などに関して,これまでの断層モデルは全て修正を受けた.主として実験結果に基づいて,脆性・中間・完全塑性からなる断層モデルを提唱した.
(2)岩石のレオロジーに基づいてプレートテクトニクスと沈み込み帯の多様性を論じた.その結果,プレートが極めて薄くて変形しやすいという島孤プレートの特徴が浮き彫りになり,地震の規模の多様性を説明する沈み込み帯のレオロジーモデルが提唱された.
(3)岩石・鉱物が高温下でHarper-Dornクリープをしている可能性が示された.このクリープが起こっているならば,これまでのpower-lawクリープ則からの予測はかなりの修正をせまられる.
(4)非静水圧下における熱力学理論を多成分系に拡張し,結晶内拡散クリープの理論を提唱した.
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