Transient rheology of upper mantle inferred from the postseismic deformation of 2011 Tohoku-oki earthquake

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巨大地震後の余効変動は、固体地球、特に地殻深部の過渡的な変形を誘発する。 特に、上部マントルを構成するカンラン石の遷移流動特性は、余効変動における粘弾性緩和を支配する重要な特性である。そこで、今年度は、マルコフチェーンモンテカルロ法を用いて、これまで得られてきたカンラン石多結晶体の遷移流動挙動を推定した（Masuti and Barbot， 2021）。また、これまで遷移挙動が報告されていなかった地殻岩石に関しても、過去のデータからその検討を行った。上部地殻と下部の変形は、それぞれ石英と長石のレオロジー挙動に主に支配されており、それぞれの定常クリープ状態の力学特性はよく制約されており、実験的な得られた流動則パラメータが知られている。しかし、遷移クリープの基礎となる物理機構は十分に理解されておらず、対応する流動則パラメータも未知である。そこでは、本研究では、実験室での力学データを用いて、遷移クリープと定常クリープを一貫して捉える非線形応力依存性をもつバーガーズモデルを用いる。マルコフ連鎖モンテカルロ法(MCMC)を用いて、石英と長石に対する流動則パラメータを決定した。その結果、石英の遷移クリープの活性化エネルギーは70±20kJ/mol、応力指数は2.0±0.1であることがわかった。長石では、活性化エネルギーは280±30及び220±20kJ/mol、応力指数は1.0±0.2及び0.9±0.1であった。遷移クリープの応力指数と活性化エネルギーは、石英と長石ともに定常クリープのそれよりも小さかった。本研究で決定した遷移挙動の流動則は、大規模な大陸型地震後の変形における遷移挙動の寄与を定量的に評価するために用いることが可能である。