地震学への応用を目指した岩石の非弾性特性の研究

• 研究課題/領域番号: 23340127
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 固体地球惑星物理学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 武井 康子 東京大学, 地震研究所, 准教授 (30323653)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円); 2013年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2012年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円); 2011年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
• キーワード: 非弾性 / 地震波減衰 / 多結晶体 / 粒界滑り / アナログ物質 / 速度分散 / マックスウエル周波数 / 固体地球物理学 / 地殻マントル物質 / 部分溶融岩石 / 粒界すべり / 粘弾性

研究概要

多結晶体の非弾性ではマックスウエル周波数fm（＝弾性定数／粘性）によるスケーリング則が知られているが、その有効性は規格化周波数f/fmが10の４乗より低い帯域で実験的に確認されたのみで，地震波に相当する帯域（f/fm = 10の6乗から9乗）で成り立つかどうか分からなかった。本研究では、アナログ物質を用いて多結晶体の非弾性をf/fm = 10の８乗まで測定し、地震波を含むf/fm = 10の４乗以上の帯域ではfmによる単純なスケーリング則が成り立たないことを明らかにした。このずれは、温度の上昇、粒径の増大、不純物の添加によって生じる非弾性緩和の促進によることも分かった。

研究成果

• [雑誌論文] Experimental study of attenuation and dispersion over a broad frequency range : 1. The apparatus (2011)
  • 著者名/発表者名: Takei Y., K.Fujisawa, C.McCarthy
  • 雑誌名: J.Geophys.Res. 巻: VOL.116 号: B9 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1029/2011jb008382
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experimental study of attenuation and dispersion over a broad frequency range : 2. The universal scaling of polycrystalline materials (2011)
  • 著者名/発表者名: McCarthy C., Y.Takei, T.Hiraga
  • 雑誌名: J.Geophys.Res. 巻: VOL.116 号: B9 ページ: 1-18
  • DOI: 10.1029/2011jb008384
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anelasticity and viscosity of partially molten rock analogue : Toward seismic detection of small quantities of melt (2011)
  • 著者名/発表者名: McCarthy C., Y.Takei
  • 雑誌名: Geophys.Res.Lett. 巻: VOL.38 号: 18 ページ: 1-5
  • DOI: 10.1029/2011gl048776
  • 査読あり
• [学会発表] Experimental study of attenuation and dispersion of a polycrystalline material from purely elastic to viscous behavior : towards seismological application (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Takei, F. Karasawa, H. Yamauchi
  • 学会等名: Geofluid-3
  • 発表場所: O-okayama, Tokyo
  • 年月日: 2014-03-01
  • 招待講演
• [学会発表] Experimental study on anelasticity of polycrystalline material for seismological application (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Takei
  • 学会等名: CIDER Workshop on Seismic Attenuation in the Earth's Mantle, Lamont-Doherty Earth Observatory
  • 発表場所: New York, USA
  • 招待講演
• [学会発表] Experimental study on anelasticty of polycrystallinee material for seismological application (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Takei, F. Karasawa
  • 学会等名: AGU fall meeting
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2012-12-07
  • 招待講演
• [学会発表] Anelasticity of polycrystalline material over a broad frequency range (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Takei, C. McCarthy, F. Karasawa
  • 学会等名: Joint Symposium of Misasa 2012 and Geofluid-2
  • 発表場所: Misasa, Tottori, Japan
  • 年月日: 2012-03-19
  • 招待講演
• [学会発表] Experimental study on anelasticty of polycrystalline material for seismological application. (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Takei, F. Karasawa
  • 学会等名: AGU fall meeting
  • 発表場所: San Francisco (USA)
  • 招待講演
• [学会発表] Consequences of viscous anisotropy for melt localization in a deforming, two-phase aggregate (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Takei, R. Katz
  • 学会等名: AGU fall meeting
  • 発表場所: San Francisco (USA)
  • 招待講演
• [学会発表] Effect of partial melting on seismic wave velocities and attenuation (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Takei, C. McCarthy
  • 学会等名: IUGG 2011
  • 発表場所: Melbourne, Australia
  • 年月日: 2011-06-30
  • 招待講演
• [学会発表] Experimental study of attenuation and dispersion of a polycrystalline material from purely elastic to viscous behavior: towards seismological application
  • 著者名/発表者名: Yasuko Takei, Fumiya Karasawa, Hatsuki Yamauchi
  • 学会等名: Geofluid-3
  • 発表場所: 東京、大岡山
  • 招待講演
• [学会発表] Experimental study on anelasticity of polycrystalline material for seismological application
  • 著者名/発表者名: Yasuko Takei
  • 学会等名: CIDER Workshop on Seismic Attenuation in the Earth’s Mantle
  • 発表場所: Lamont-Doherty Earth Observatory, New York(USA)
  • 招待講演
• [学会発表] Effect of partial melting on seismic wave velocities and attenuation
  • 著者名/発表者名: Takei Y., C. McCarthy,
  • 学会等名: IUGG 2011
  • 発表場所: オーストラリア、メルボルン
  • 招待講演
• [学会発表] Anelasticity of polycrystalline material over a broad frequency range
  • 著者名/発表者名: Takei Y., C. McCarthy, F. Karasawa
  • 学会等名: Joint Symposium of Misasa-2012 and Geofluid-2
  • 発表場所: 鳥取県三朝町、ブランナール三朝
  • 招待講演
• [図書] Elasticity, anelasticity, and viscosity of a partially molten rock. In Physics and Chemistry of the Deep Earth (ed. S. Karato) (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Takei
  • 出版者: John Wiley & Sons, Ltd
• [図書] Physics and Chemistry of the Deep Earth (2013)
  • 著者名/発表者名: Yasuko Takei (editor: S. Karato)
  • 総ページ数: 402
  • 出版者: John Wiley & Sons, Ltd