| 研究実績の概要 |
超塑性は粒径依存型クリープであるので、極細粒物質が生成される断層すべり下で超塑性による高速変形が実現しうる。逆に、超塑性変形下では粒成長が促進され、超塑性は抑制される。したがって、超塑性の発現とその継続は常に粒径によって規定されている。超塑性と粒径変化のカップリングを解くことで、全地球「超塑性」流動仮説の検証を行う。
変形実験および粒成長実験から得られる拡散クリープおよび粒成長速度を説明する原子拡散係数それぞれを求め、その両者を比較する。
本年度は、フォルステライト＋エンスタタイト系での比較の結果をまとめ、Nakakakoji et al. およびNakakoji & Hiraga の2本の国際誌に公表した。この結果によると、上部マントルでど拡散クリープおよび粒成長は同じ拡散メカニズムで律速されている。この結果に基づいて、海洋リソスフェアのせん断帯における粒径と粘性率の推定を行った. 50kmで700℃,10ミクロンを仮定すると, リソスフェアの最深部の温度として仮定される1350℃で2 mmであった. その条件での、本研究で得られた拡散クリープ則にしたがうと粘性率は~2×10の20乗 Pasが得られる.この値は、Watts & Zhong (2000)で仮定された海洋リソスフェア底での粘性率とほぼ等しい。また、彼らは海洋リソスフェア底からその上部にかけての粘性率変化は低い活性化エネルギー（120 kJ/mol）でうまく再現できることを示した。
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