[S-CG50] 地球惑星科学におけるレオロジーと破壊・摩擦の物理

[SCG50-03] 速度状態依存摩擦法則のための安定な発展法則

★招待講演

*波多野 恭弘¹、水嶋 遼¹ (1.大阪大学理学研究科)

キーワード：摩擦、速度状態依存摩擦法則、リミットサイクル

摩擦法則は地震発生過程における基礎法則であるだけでなく、地滑りや氷河など、流動や大変形が関係する固体地球科学的現象において重要な役割を果たす。しかしそのような大規模流動現象における摩擦法則についてそれほど多くのことが知られているわけではない。少なくとも、実験室規模での遅いすべりで働く摩擦力はすべり速度と状態変数で記述される経験則（速度状態依存摩擦法則）でよく記述されることが分かっている。この状態変数はすべり面の物理化学的状態を経験的に表現しているとされるが、その時間発展を表す方程式を系統的に導出する理論はなく、現時点では経験的なものである。
近年では単純な発展法則では記述されない物質も多々発見されており、摩擦法則の理解をさらに深めることが喫緊の課題になっている。この解決策の一つとして、ここでは新しい発展法則の例を二つ提案する。これらはいずれもaging lawを下敷きにしており、時間とともに状態が変化する効果を表しているが、パラメタの選び方によって非単調な速度依存性を表すことも可能である。特筆すべきは安定性である。従来の基準的な法則であるaging lawやslip lawは不安定性が強く、radiation dampingなしではすぐに数値解が発散してしまうが、ここで提案する新しい発展法則はいずれも放射減衰の助けを借りずに周期的な振動解を実現可能である。最後にこれらの新しい発展法則の微視的な起源についても考察する。