Letter 地球：断層帯組織と断層の弱さ 2009年12月17日 Nature 462, 7275 doi: 10.1038/nature08585 地質学的および地球物理学的証拠は、地殻内の断層には摩擦強度の実験室での測定結果に比べて弱いものがあることを示している。断層の弱さを説明する要因には、強度の低い鉱物の存在、断層核内の高い流体圧力、また法線応力減少や音響流動化、高い滑り速度における極度の弱化などの力学的過程がある。力学的弱化の機構によって説明できる観測結果もあるが、クリープや非地震性滑りが弱い断層で起きていると考えられており、テクトニックな応力場に対して大きな角度で方向がずれている断層で摩擦滑りを起こすのには、準静的な弱化機構が必要である。さらに、高い流体圧力を維持するには特別な条件が必要であり、弱い鉱物相は弱い断層モデルを満足させるほど十分豊富に存在しないので、弱い断層はほとんど説明できていない。本論文では、広くみられる断層帯組織に基づいた、脆性的摩擦弱化機構に対する実験的証拠を提示する。我々は、in situの配置で剪断された傷のない断層岩の摩擦強度について報告する。よく発達した葉状構造をもつ試料は、同じものを粉末状にしたものと比べると極めて弱い。マイクロおよびナノ構造の研究は、摩擦滑りが葉状ケイ酸塩（滑石とスメクタイト）からなるきめの細かい葉状構造に沿って起きることを示している。同じ岩石を粉末状にすると、摩擦強度は高くなり、破砕過程と一致する。このデータは、断層全体の岩石にほんのわずかな割合で弱い鉱物相が含まれると断層が弱くなり、岩石組織を定める葉状ケイ酸塩に富んだ弱い表面のネットワーク上の滑りで摩擦が小さくなることを示している。さまざまなテクトニック状況にある発達した断層沿いや、さまざまな種類の原始石器多数に、縞状の断層岩石についての記載が広くみられることは、この機構が脆い地殻における断層弱化の有力な説明となる可能性を示唆している。 Full Text PDF 目次へ戻る
