| 研究課題/領域番号 |
26287123
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
武藤 潤 東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (40545787)
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| 研究分担者 |
飯沼 卓史 国立研究開発法人海洋研究開発機構, その他部局等, 研究員 (10436074)
平賀 岳彦 東京大学, 地震研究所, 准教授 (10444077)
大園 真子 北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 講師 (10623837)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | レオロジー / 東北沖地震 / 余効変動 / 遷移挙動 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、東北大学既設の固体圧変形試験機やガス圧試験機を用いて、高温高圧下での岩石の粘弾性変形特性（特に遷移粘弾性挙動）を明らかにすることを目的としている。ガス圧試験機を用いた実験では、ヒーターを改良し、国内最高温度である1000度を超える温度条件を達成した。圧力容器に合わせて作成したモリブデン線を用いた３ゾーンヒーターのテストを行った。３ゾーンのヒーターを用いて、昇温テストを行った所、試料温度1000度を達成することに成功した。しかし計測中は、試料上下の温度勾配が大きいため、ガスの対流を抑える必要があり、試料の上端に繊維状の断熱材を設置した。これにより高温条件を再現することが可能となった。また固体圧変形試験機を用いた斜長石の流動特性に関する実験では、含水条件での斜長石の流動強度が含水下での保持時間によって低下することが明らかになった。この強度は、過去のガス圧試験機により得られた構成則の予測値より低いことから、実際の下部地殻深部条件での流体の効果はこれまで報告されている構成則による推定値より大きくなる可能性を示す。また深部プレート境界条件を模した変形実験では、プレート境界物質（かんらん石および輝石混合試料）の加水反応により、強度が徐々に低下することが明らかになった。低下量は変形速度の低下もしくは歪量とともに大きくなる。変形試料の組織観察から、変形量とともに滑石の量が増加していることが明らかになり、これが遷移的な強度低下の原因となっていることが明らかになった。さらに、実際の東北沖地震の余効変動観測から、遷移挙動レオロジーを抽出するために、有限要素法を用いた余効変動解析を行った。Burgers レオロジーを使用した２次元解析から、遷移流動と定常流動の粘性率比を1/6程度とすると観測されている地殻変動をうまく再現することが明らかになり、これは実験的な研究とも調和的であった。
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| 現在までの達成度 (段落) |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 次年度使用額の使用計画 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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