[T1-P-7] カンラン石多結晶体の脆性塑性遷移領域におけるレオロジーとアウターライズ域における地震と断層形成との関連
プレートテクトニクスのダイナミクスはかんらん岩中のカンラン石の変形特性により大きく支配されていると考えられている。カンラン石の結晶塑性変形の構成則である流動則は、様々な条件により決定されている。その一方で、多くの巨大地震が発生する地震発生域の下限域のような、岩石の破壊・摩擦と結晶塑性変形が混在する領域の変形特性についてはよくわかっていない。本発表では日本海溝周辺の深部アウターライズ地震発生域に相当する温度圧力条件（温度400–1000度、圧力500–1000MPa）でのカンラン石多結晶体の変形実験の結果について報告する。
温度が1000度の場合、カンラン石多結晶体の力学挙動は結晶塑性変形に支配される定常すべりを示した。一方、温度が400–800度の変形実験において、破壊音とAEを伴う不安定断層すべりが観測された。圧力500MPaの条件ではカンラン石多結晶体の最高強度はByerlee則（摩擦係数0.6）と近い値になった。しかし、圧力1000MPaでは不安定すべりが起こっているにもかかわらず、みかけの摩擦係数は0.2-0.5程度となった。この高圧下における低いみかけの摩擦係数の原因は、カンラン石多結晶体の最高強度がカンラン石のパイエルスメカニズムの流動応力により基底されいるからと考えられる。
力学データと変形回収試料の組織との比較から変形は、若干の結晶塑性変形の存在も示唆されるものの主にY（B）面に繋がるR1せん断面に集中していた。これは本研究の実験条件においては、変形初期段階ではパイエルスメカニズムによる結晶塑性変形が卓越するが、転移の上昇や原子の拡散が十分に起こらず、一定の歪量で破壊が起こるような疲労破壊のような現象が起こっていることを意味しているのかもしれない。このような“弱いけど不安定”な変形挙動がアウターライズ地震が発生するような海洋リソスフェアの変形を担っている可能性がある。本発表ではさらに間隙水圧を制御した排水条件下でのかんらん岩の変形挙動と水-岩石反応による断層の安定化についての予察実験の結果についても報告する予定である。
温度が1000度の場合、カンラン石多結晶体の力学挙動は結晶塑性変形に支配される定常すべりを示した。一方、温度が400–800度の変形実験において、破壊音とAEを伴う不安定断層すべりが観測された。圧力500MPaの条件ではカンラン石多結晶体の最高強度はByerlee則（摩擦係数0.6）と近い値になった。しかし、圧力1000MPaでは不安定すべりが起こっているにもかかわらず、みかけの摩擦係数は0.2-0.5程度となった。この高圧下における低いみかけの摩擦係数の原因は、カンラン石多結晶体の最高強度がカンラン石のパイエルスメカニズムの流動応力により基底されいるからと考えられる。
力学データと変形回収試料の組織との比較から変形は、若干の結晶塑性変形の存在も示唆されるものの主にY（B）面に繋がるR1せん断面に集中していた。これは本研究の実験条件においては、変形初期段階ではパイエルスメカニズムによる結晶塑性変形が卓越するが、転移の上昇や原子の拡散が十分に起こらず、一定の歪量で破壊が起こるような疲労破壊のような現象が起こっていることを意味しているのかもしれない。このような“弱いけど不安定”な変形挙動がアウターライズ地震が発生するような海洋リソスフェアの変形を担っている可能性がある。本発表ではさらに間隙水圧を制御した排水条件下でのかんらん岩の変形挙動と水-岩石反応による断層の安定化についての予察実験の結果についても報告する予定である。