Hiraga Lab, Division of Earth and Planetary Materials Science, Earthquake Research Institute,The University of Tokyo
〒113-0032 東京都文京区弥生1-1-1
研究内容RESEARCH
平賀研
仲小路（ナカコウジ）必死に出してくる高温変形実験の結果が変であった。低応力側で応力指数が有意に１を超え、80 MPaあたりの高応力になってくると１を取り始めるのである。低応力では応力と歪速度の関係が線形である拡散クリープ、高応力ではベキの関係になる転位クリープが頭にある（凡庸な）指導者は、何度も実験のダメ出しをしてしまった。それでも、仲小路は毎週のラボミで執拗に同じような新データを発表し続けた。これは「マジ」かも、そうラボのメンバーが認め始めた頃であろう、過去のセラミックス・金属材料の高温変形特性の研究成果を改めて見直し、そこでようやく低応力におけるベキ乗クリープの一般性に気付いたのである。仲本工事じゃなくて仲小路よ、疑って本当に悪かった。 低応力ベキ乗クリープは、界面反応拡散クリープとも呼ばれ、粒界・界面での空孔生成・吸収速度が変形を律速するメカニズムと考えられている。低応力に加えて、粒径が小さいことがその出現条件。そういえば、である。Tasaka（JGR 2013）でのオリビン＋輝石系の実験において、輝石分率の多い試料の変形実験結果において、どういうわけか、応力指数が1.4、粒径指数も2という「変」だけどロバストな結果を得ていた。オリビン超塑性の発見論文（Hiraga et al. 2010 Nature）論文でも、応力指数２に近い値を報告していた。実験結果は確かだけど、理論モデルも確かだけど、たまには両者が合わねーこともあるんでね、とゴニャゴニャ誤魔化していた。輝石が多いと、粒界ピンニングの効果で粒成長が阻害され、輝石の少ない試料と比べて粒径が小さくなる。超塑性も、粒径が小さいとよく伸びるということで、試料中の粒径を小さくする努力をしていた。粒径効果により界面反応クリープが発現したと考えると、測定された応力指数や粒径指数がよく説明できる。その後、谷部の鉄入りオリビンでの詳細なる研究(Yabe et al. 2020 JGR)により、オリビンの界面反応クリープの存在は確実になった。 界面反応クリープが発現することで、拡散クリープから期待される低応力・粒径小での歪速度と比べより遅くなる。計算してみると、界面反応クリープの発現は、マントル流動においては、かなり稀な条件を満たした場合のみであることがわかった（これもこれで、面白い分野が控えているのだけど）。しかし、室内実験では、粒径の小さい試料を用いることが普通であり、実験条件では、界面反応クリープの発現は容易に満たされてしまう。これまで長らく（30年以上）、世界中で多くの物質・人材が投資され続けたオリビンの変形特性研究に、まさか（未知の）変形メカニズムが残されているとは思いもよらなんだ。加えて、ベキ乗クリープ＝転位クリープと教科書的知識以上の勉強を怠ったことが、その発見を遅らせてしまった。（できの悪い指導教官に対峙した）仲本工事じゃなかった仲小路（＋谷部）の真摯な研究姿勢がそれを打開した。
将来テーマ
コアから地殻まで、地質学、岩石学、鉱物学、鉱物岩石物理学、地球化学、地震学的なもの多々あるので、興味があれば是非聞いてください。
