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地球:地震のすべり速度における斑糲岩の極度の弱化に対する「メルト継ぎ目」機構
Nature 488, 7413 doi: 10.1038/nature11370
地震発生時に近い範囲のすべり速度(約0.1〜1 m s−1)で、中程度の法線応力(1〜10 M Pa)がかかった状態における岩石の摩擦特性に対する室内実験は、力学的なせん断強度が複雑に進展し、大規模な融解が始まるときの強度の増大に隔てられた少なくとも2つの弱化の段階があることを明らかにしている。2番目の融解後の弱化段階は、メルト層の粘性により支配され、かなりよくわかっている。しかし、初期の極端な弱化段階は、まだ議論の的になっている。本論文では、斑糲岩の初期弱化はホットスポットの形成と、すべり境界の残りの応力を部分的に解放する微視的なメルトの筋(メルトの継ぎ目)と関連があることを示す。メルトの継ぎ目は平均的な摩擦加熱速度が0.1〜0.4 MW m−2を超えると形成が始まるが、一方でせん断帯の平均温度は固相線(250〜450°C)からは十分に低い。同じような応力と温度の不均一性は、急速なすべりの際に自然界の断層表面で起きる可能性があり、地震破壊力学において重要となると考えられる。

