(1) 課題番号：0109
(2) 実施機関名： 東京大学地震研究所地震予知研究推進センター
(3) 実施課題名：震源核に関する実験的研究
(4) 本課題の5ヵ年計画の概要（以下の4-1、4-2、4-3について答える）
(4-1) ｢地震予知のための新たな観測研究計画の推進について」（以下、建議）の項目（数字の項目まで、最も関連の深い項目を記入する）：
１．(3) 直前過程における地殻活動
(4-2) 関連する「建議」の項目 (建議のカタカナの項目まで、複数可)：
1．(3)ウ，(1．(2)エ，ウ，1．(3)ア，イ，1．(4)ア，3．(1)ア も関連する)
(4-3) 5ヵ年計画全体としてのこの研究課題の概要と到達目標：
震源核に関する実験的研究は，次の四つの小研究課題：
(I)「せん断破壊過程を支配する構成法則の地震発生場環境要因依存性と歪速度依存性の定量的評価 」
(II)「間隙水流動と破壊核の相互作用に着目した，破壊に伴う電磁気シグナル発生のメカニズムの解明」
(III)「すべり破壊核形成過程のモニタリング手法の開発」
(IV)「大型剪断試験機によるアスペリティの相互作用の研究」
に大別される．このうち(IV)は平成12年度から新たに追加された課題である．
小課題(I)：
実験的研究により構成法則の地震発生場環境要因依存性の定量的評価を行うとともに，空間的スケーリング則および，歪速度依存性やヒーリング過程などに関する時間的スケーリング則を確立し，実際の地殻内の破壊に適用できる破壊法則を完成させることを5ヵ年計画の目標とする．平成11年度までの研究により，すべり変位依存性構成則が地震発生場における温度，封圧力，間隙水圧力などの影響をどのように受けるのか高温高圧岩石破壊装置を用いた実験で詳しく調べ，その依存性を定量的に明らかにしつつある．また，室内実験データおよび地震破壊データが示す空間的スケーリング則を説明するモデルを提案した．
小課題(II)：
破壊核と地殻流体との相互作用，およびその相互作用に付随して生ずる電磁気現象発生のメカニズムを実験を通じて明らかにし，測定された電磁気信号から破壊の準備過程がどこまで進行しているかについて拘束条件を与えられるような定量的モデルを構築することを目指す．平成11年度までの研究により，基本的なメカニズムがわかってきた．平成12年度以降は，実際の地震発生域と同様の温度，圧力条件下での現象を明らかにしていく．
小課題(III)：
大型試料のすべり実験による巨視的すべりに至る過程における微視的接触状態の変化の検出手法開発と，安定すべりから不安定すべりに遷移する非可逆過程検出手法の開発を目指す．平成11年度の研究により，破壊核成長過程が進展するにつれ，断層面を透過する弾性波の振幅に明瞭な変化が見られることを明らかにした．
小課題(IV)：
不均質な法線応力場での破壊核の成長，動的破壊への移行，破壊の伝播と停止を大型岩石試料の断層面上で観察し，アスペリティの相互作用を明らかにしていく．特に，大型装置では破壊を断層面の途中で停止させることが可能であるという特徴を生かし，破壊核の臨界サイズと最終的な破壊サイズとの関係に着目する．
(5) 平成12年度実施計画の概要（以下の質問に答える）
(5-1) 「平成12年度全体計画骨子の補足説明 ３．具体的な課題提案の背景」のどの項目を実施するのか：
(4) 地震発生に対する地殻流体の役割
(4)-2. 断層面の破壊強度に対する地殻流体の役割
及び
(5) 断層面上の強度と応力の時空間分布
(5)-1. すべり発生の条件
(5)-2. 不均一な強度場での破壊核成長過程
(5)-3. すべり分布の再現性の検証
(5)-4. 応力・強度分布推定法の開発
(5-2) 平成12年度項目別実施計画のどの項目を実施するのか：
３．「直前過程における地殻活動」研究計画
[I]地殻流体の関与する過程の解明
(Ia) 室内実験
[II]破壊核成長の過程の解明
(IIa)室内実験
(5-3) 平成12年度実施計画の概要：
小課題(I)：
高圧高温岩石破壊装置により構成法則の地震発生場環境要因である温度，圧力，間隙水，歪速度，破損面幾何学的不均一度依存性の定量的評価のための実験を継続すると共に，構成法則に基づき実験室内データ，地震破壊データを統合する破壊核を含むスケール依存性物理量のスケーリング則を確立する．
小課題(II)：
破壊核と地殻流体との相互作用，およびその相互作用に付随して生ずる電磁気現象発生のメカニズムを明らかにするための室内実験を，やや高温の条件下で行い，流動電流（電位）係数の温度依存性などを調べる．
小課題(III)：
破壊核成長過程をモニターするための実験的研究を継続し，地震波を放出する前段階のプロセスにおける人工的透過波動の変化を解析する．また，断層の接触状態（アスペリティ接触の大きさと分布など）に対する，透過波動の周波数依存性に着目した解析を行う．
小課題(IV)：
不均質な法線応力場を与えられる大形剪断試験機を用い，断層面上に複数個のアスペリティを生成させて固着すべり実験を行う．破壊核成長過程におけるアスペリティの相互作用，破壊核成長過程と最終的な破壊領域との関係などを調べる．
(5-4) 5カ年計画のうちの平成12年度の計画の位置づけと平成12年度の到達目標：
小課題(I)：
空間的なスケーリング則を確立することが平成12年度の目標のひとつである．時間的なスケーリング則に関する研究については，低歪速度実験は１回の実験に長時間を要するので，できるだけ多くの実験データを蓄積させていくことを目標とする．
小課題(II)：
昨年度までは室温実験のみ行ってきたが，平成12年度は本格的な高温実験を始めるための予備的実験を行い，高温実験において新たに生ずるであろう技術的な問題の解決を図る．
小課題(III)：断層近傍における応力やすべり変位をモニターする以外の方法で破壊核を検出する手法の開発は，昨年度スタートしたばかりであり，挑戦的な試みである．かなり見込みがあることがわかってきたので，平成12年度においても一層追及し，この手法の可能性を見極める．
小課題(IV)：ひとつのアスペリティが破壊するイベントと複数のアスペリティが破壊するイベントを模擬断層上に発生させ，どのような条件によって破壊サイズが決まるかなどについて考察するとともに，破壊核成長過程と最終破壊サイズとの間にどのような関係があるかを調べる．
(5-5) 共同研究の有無：
小課題(II)：理化学研究所（地震国際フロンティア研究プログラム）との共同研究．小課題(III)：横浜市立大学との共同研究．
(6) この課題の実施担当連絡者（氏名、電話、FAX, e-mail）
氏名：大中康譽，電話：03-5841-5711，FAX：03-5689-7234，
e-mail：ohnaka-m@eri.u-tokyo.ac.jp