| 研究課題/領域番号 |
25247089
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
久保 友明 九州大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (40312540)
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| 研究分担者 |
肥後 祐司 公益財団法人高輝度光科学研究センター, その他部局等, 研究員 (10423435)
上原 誠一郎 九州大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (70158773)
金嶋 聰 九州大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (80202018)
加藤 工 九州大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (90214379)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 深発地震 / 反応と流動 / 高温高圧変形実験 / AE測定 / 放射光その場観察実験 |
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| 研究実績の概要 |
AE6-6システムの開発：6-6システム特有の直交3軸方向における試料部の弾性波速度の圧力依存性データを解析し、それを組み込んでより正確な震源位置を求めた結果、常温加圧、昇温、変形、変形脱水中ともに試料部からAEが発生していないことが明らかになった。つまり純粋剪断変形場ではアンチゴライトは直接的には剪断不安定化を誘発しない。一方で実験セルの円柱ピストン周囲付近からはAEが発生しており、スティックスリップ現象が起こっていると考えられる。この種の実験においては両者を区別できる震源位置決定精度が必要である。また稍深発地震の全領域および深発地震領域において同種の実験的研究が遂行できるように、これまで10GPa程度であった発生圧力限界をマントル遷移層領域まで拡大する改良を開始した。
単純剪断変形場におけるアンチゴライトの脱水変形実験：単純剪断変形場では放出されたフルイドが連結し弱線を形成する可能性がある。単純剪断セルを開発し放射光X線ラジオグラフィーを利用して試料の変形場の詳細を時分割測定した。今後詳細な解析が必要であるが、これまでに脱水変形にともなう断層形成のような現象は観察されていない。D-DIA型高圧変形装置で単純剪断変形場を実現するにはさらなる実験セルの改良が必要である。
深部スラブ関連物質のレオロジーと非平衡反応実験：沈み込む海洋プレート物質であるカンラン岩のスピネル－ガーネット相転移、およびシリカや斜長石の高圧相の形成、リングウッダイトの転位すべりクリープなどに、低温プレートのレオロジーと非平衡現象に着目した研究を行った。天然ガーネットコロナの安定性とマントル流動との関係やseifertiteやlinguniteが準安定に出現することを新たに見出した。特に後者は地球内部の沈み込み帯のみならず衝撃を受けた隕石で重要な非平衡現象である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
本年度はキャンパスの移転が行われ、本研究に関連する実験機器は高圧装置も含めて全てシャットダウンして移設し、再度立ち上げを行った。幸いよりよい環境での研究が可能とはなったが、予想以上に時間をとられたため特に論文執筆が遅れている。国内外の研究グループによる同種実験が進展し新たな成果も報告されているので、特にアンチゴライトの結果について早急に論文を投稿する。また過去の研究の予想に反し、アンチゴライトが直接的に剪断不安定化を誘発しない結果が得られているので、脱水反応と稍深発地震の関連性について当初の計画を少し変更し出発物質の再検討を行う必要がある。
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| 今後の研究の推進方策 |
最近１GPaの低圧下ではあるが、ローソナイトの脱水に伴って剪断不安定化が起こることが報告された。アンチゴライトでは起きない剪断不安定化がなぜローソナイトで起こるのか、より高圧下、約10GPaまでの稍深発地震領域において本当にローソナイトの剪断不安定化が起こるのか。これらの点に着目し、またこれまでのアンチゴライトを用いた実験と系統的に比較することを目的に、ローソナイトの脱水反応と稍深発地震に関連した新たな実験を開始する。最終年度ではあるが手法はほぼ確立しており、新たに学振研究員が研究協力者として参加するので、適切な出発物質さえ準備できれば系統的なデータを出すことは可能であると考えている。また将来的に深発地震に関する実験的研究につなげていくために、深部スラブの力学的性質を支配する低温下での非平衡相転移とレオロジーに関してより幅広い視点で研究を進める。特に放射光X線観察用のアンビルの開発と発生圧力限界の拡大、高圧下での非平衡反応のカイネティクス、転位すべりクリープなどに着目した研究を行う。
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