超巨大地震発生域の高温高岩圧高間隙水圧環境を再現した岩石変形実験への挑戦

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本研究の目的は、超巨大地震発生域原位置の温度・岩圧・間隙水圧を真に再現した岩石変形実験により、超巨大地震発生域に存在する超高圧な水が地震時の高速すべりとその先行現象となるゆっくりすべりなどの多様な断層すべり挙動にどのような影響を与えているかについて検証することである。そのために本研究では、申請者らが近年開発している改良Griggs型高温高圧岩石変形試験機に、開発 ①：世界初となる1000MPaが発生可能な間隙水圧発生器の開発、開発 ②：溶融プラスチックを封圧媒体に用いた高温液圧化および応力測定の高精度化、開発 ③：試験機の剛性率を任意に変化させることによる多様な断層すべり挙動の再現、の3点の技術開発をおこなうことにより、世界初の超巨大地震が発生する原位置環境を再現した岩石変形実験による高速断層運動の直接観察と断層物理パラメーターの測定をおこなうことを計画していた。2022年度は本研究の肝となる最大間隙水圧を1000MPa程度まで拡張するため開発に成功した（開発①）。さらに最大1379MPaまで測定可能な圧力計を設置することにより、発生させた超高間隙水圧を精度良く測定できるようにもなった。また、溶融プラスチックを封圧媒体に用いた高温液圧化および応力測定の高精度化（開発②）についてもポリエチレンを用いての高温高圧実験が可能になった。加えて試料アセンブリ上部に使用していた鉛をより低融点を持つインジウムに変更したことにより試料にかかる応力以外の摩擦を大幅に軽減することができた。試験機にその剛性率を任意に変化させることのできる機構については現在開発中であるが、標準的な剛性率下での東北沖アウターライズ域から採取された堆積物についての高温高圧高間隙水圧下での摩擦実験について開始している。