地震学：静止しているように見える摩擦界面のすべりと回復

摩擦界面は、生物の関節から地震断層まで、さまざまなシステムで見られる。こうした界面がいつ、どのようにすべるかは、地球科学と工学の基本的な問題である。静止摩擦と呼ばれる、それ以下では界面が静止する剪断力のしきい値が存在すると考えられているが、多くの研究がこの概念は時代遅れであることを示唆している。対照的に、速度・状態依存摩擦の定式化からは界面が常にすべることが予測されているが、この特徴はアーティファクトであり修正が必要と考えられることが多い。今回我々は、一定の剪断負荷と垂直負荷がかかる名目上静止した界面は、クリープが起きることが知られている古典的な定義の静止摩擦力よりも顕著に小さい駆動力によってすべっているが、それは最低10⁻¹²m s⁻¹まで減少する非常に遅い速度であることを示す。デジタル画像相関によって、界面におけるこの挙動を直接、正確に測定できた。この挙動は摩擦の古典的モデルと矛盾するが、速度・状態依存摩擦の予測を裏付けている。この名目上静止した界面のすべり速度の減少は、界面の回復を反映しており、それに続く地震や地すべりなどのすべり事象におけるピーク摩擦の増大として現れ、それらの核形成と伝播、ひいては危険性を大きく変化させると思われる。

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