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地球:地震破壊の決定論的性質

Nature 438, 7065 doi: 10.1038/nature04214

地震の破壊過程の理解は、断層系と地震災害の解明における主要な問題である。断層破壊過程の性質に関して複数の仮説が提案されているが、統一的な理論は現れていない。最もよく引用される概念的仮説は、断層破壊のカスケードモデルである。カスケードモデルでは、断層滑りは断層上の小さい部分で始まり、滑り条件が満たされる限り断層面をわたって破壊がさらに継続する。このドミノ倒しに似た理論から推測される2つの重要な点は、小さい地震も大きい地震と同じように始まることと、破壊過程は決定論的ではない、すなわち地震の大きさは破壊が停止するまで決定できないということである。本論文では、破壊の最初の数秒間に放出される地震波エネルギーの周波数成分と地震の最終的なマグニチュードの間に対応関係があることを示す。したがって、地震のマグニチュードは破壊が完了する前に推定できると考えられる。この発見は、破壊過程がある程度は決定論的であることを示唆しており、破壊過程の物理学に影響を与える。

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