地震研究者が次の巨大地震を発見するための新たなツールを手に入れた(Earthquake Scientists Have a New Tool in the Race to Find the Next Big One)

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2023-02-16 テキサス大学オースチン校(UT Austin)

◆テキサス大学オースティン校の研究者たちは、学術誌『サイエンス』に発表した研究において、ある摩擦現象が、断層がいつ、どのように激しく動くのかを理解するカギになる可能性を発見した。この現象は、重い箱を動かすよりも、止まっている状態から押し出す方が力がいることを説明するもので、地震後に断層の表面がどれだけ早く結合するか、つまり回復するかを支配しているからだ。治癒が遅い断層は無害に動く可能性が高く、治癒が早い断層は大きな地震で壊れるまで固着する可能性が高い。
◆この発見は、断層がいつ、どの程度激しく動くかを理解する鍵になるかもしれない。しかし、この発見によって、研究者は、被害が大きい大地震が起こる原因や可能性を調査するための貴重な新しい方法を得ることができる、と著者らは述べている。
◆この発見をするために、研究者達は、ニュージーランド沖のよく研究されている断層の岩石とコンピューターモデルを組み合わせたテストを考案し、断層内の粘土質の多い岩石が非常にゆっくりと治るので、無害な種類の「スローモーション」地震が数年ごとに起きるという計算に成功しました。
◆研究者たちがテストした岩石のサンプルは、ニュージーランドの断層で海底から約0.5kmのところから掘削されたものです。油圧プレスで断層帯の岩石を絞ったところ、非常に回復が遅く、簡単に滑ってしまうことがわかった。この岩石のデータを断層のコンピューターモデルに当てはめたところ、2年ごとに小さなスローモーションの揺れが発生し、ニュージーランドの断層の観測結果とほぼ一致することがわかった。

<関連情報>

繰り返されるスロースリップ現象を説明する超低摩擦係数ヒーリング Ultralow frictional healing explains recurring slow slip events

Srisharan Shreedharan,Demian Saffer,Laura M. Wallace,Charles Williams
Science  Published:16 Feb 2023
DOI:https://doi.org/10.1126/science.adf4930

地震研究者が次の巨大地震を発見するための新たなツールを手に入れた(Earthquake Scientists Have a New Tool in the Race to Find the Next Big One)

Silently not able to heal

Faults on the Earth rupture over time but do not always produce earthquakes. Such aseismic, or slow slip, events are an important way to release stress. Shreedharan et al. determined the frictional healing properties of a slow slip portion of the Hikurangi fault in New Zealand. They found that the ability of the material to strengthen after failure was limited, unlike for earthquake-producing events. These observations could explain why these shallow, slow slip events happen frequently and at low stress. —BG

Abstract

Plate motion on shallow subduction megathrusts is accommodated by a spectrum of tectonic slip modes. However, the frictional properties and conditions that sustain these diverse slip behaviors remain enigmatic. Frictional healing is one such property, which describes the degree of fault restrengthening between earthquakes. We show that the frictional healing rate of materials entrained along the megathrust at the northern Hikurangi margin, which hosts well-characterized recurring shallow slow slip events (SSEs), is nearly zero (<0.0001 per decade). These low healing rates provide a mechanism for the low stress drops (<50 kilopascals) and short recurrence times (1 to 2 years) characteristic of shallow SSEs at Hikurangi and other subduction margins. We suggest that near-zero frictional healing rates, associated with weak phyllosilicates that are common in subduction zones, may promote frequent, small-stress-drop, slow ruptures near the trench.

1702地球物理及び地球化学
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