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地球:摩擦熱による間隙圧上昇で説明できる地震の滑り弱化とアスペリティ

Nature 436, 7051 doi: 10.1038/nature03901

地震は、断層が滑り始めたときに、断層運動の原因となるテクトニック応力が解放される速度よりも早い速度で断層の強度低下(滑り弱化)が生じるときに起きる。この滑り弱化は、断層が臨界距離Dcほど滑る際に起きる。しかしながら滑り弱化の物理機構が絞り込まれていないので、大地震発生時に断層のDcが何によって決まるのかはよくわかっていない。滑り速度が遅く、断層変位量も小さいこれまでの摩擦実験では、自然の大地震に対して地震学的に決まった値よりも数桁小さいDcの値しか得られていなかった。本論文では、日本の中央構造線・断層帯の中央部で認められた滑り帯(断層変位が起こっている変形集中域)の岩石の水理学的性質と滑り帯の幅についてのデータを提示する。また、摩擦熱による間隙圧上昇が滑り弱化の主要な機構であるならば、Dcの値についての実験室と地震学的な結果との差は解決できることを示す。この解析結果によれば、断層が平坦な形状を持ち、滑り帯が流体を通しにくく、かつその幅が狭いほど、断層は非常に不安定となり、地震学的なアスペリティの場所となる可能性が高い。

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