blog法螺と戯言より転載
http://blog.livedoor.jp/oibore_oobora/archives/51939051.html

＋＋＋＋＋転載はじめ
私の関心は地震源が時間と共に遷移することでした。これまでに書いてきた事は、2013年10月26日の茨城県沖、日本海溝のさらに東で起きた地震が、チバラギの地震活動を促進したらしいということです。そして、その活性化には規則性が見られる、つまりしかるべき遷移則に従い、ある種の地震源が次々と場所を移しているらしいということでした。
　その遷移スピードは 1cm/sec　のオーダです。地震の波で大きな震動をもたらすのがＳ波です。それの伝播スピードが 3km/secですから、地震活動遷移スピードはＳ波に比べて10の[-５乗]、つまり１０万分の１程度ということになります。
　さて通常の地震は破壊領域を持っています。その破壊領域をマグニチュードから見積もる経験式を２月28日記事で書きました。地震が自らの破壊領域をしかるべく大きくするに際して、それは瞬時に形成されるのでは有りません。小さな領域が先ず形成され、それが時間をかけて大きくなりやがて有限の破壊域となります。諸解析に拠れば、通常はその破壊を広げるスピードはＳ波の60~80%と見積もられています。

　所が、こうした通常地震と全く様相を異にする地震があるらしい。一事例しか知られていなかったので、それが本当にありえるのか否かを実験で検証したところ、その可能性が示唆されました。それを２００９年１０月２８日から１０回ほどの地震記事で書きました。
http://blog.livedoor.jp/oibore_oobora/archives/2009-10.html?p=3#20091007　この記事で示された事例はいずれも地表の横ズレ地震でした(本ブログの後尾にその記事の一端を再掲しました)。

　今般、地球深く地下600kmで起きる地震に異常な現象が見つかった。今回はその記事を紹介します。それがカムチャッカ地震（2013年5月24日）です。
　昨年5月にカムチャッカ半島東側深所でマグニチュード８．３と言う大きな地震が発生しています。アラスカから日本にかけてはﾏｸﾞﾆﾁｭｰﾄﾞが8を超える地震は珍しくありません。しかし、その発生場所が地表下600ｋｍとなると、誠に稀な地震です。おまけにこの地震の放出した地震波の分析から、誠に奇妙な性状が明るみに出ました。それを米国科学誌7月15日号が報じています。
（図は地震の発生した場所、ソースは下記ＷＥＢ）
http://www.sci-news.com/othersciences/geophysics/science-deep-earthquake-seismologists-01398.html
image_1398-Sea-of-Okhotsk

以下、米国科学誌の記事を紹介します：
％％％％％記事紹介はじめ
http://www.scientificamerican.com/article/supersonic-earthquake-shook-kamchatka/?&WT.mc_id=SA_DD_20140715　
Supersonic Earthquake Shook Kamchatka
超音波地震がカムチャッカを揺さぶった！
The temblor that shook Russia's Kamchatka Peninsula last year was one of only six supersonic earthquakes ever identified
　ロシアのカムチャッカ半島を揺り動かした地震はこれまでに6つしか知られていない誠に珍しい地震であった。　Jul 14, 2014 |By Becky Oskin and LiveScience

A comparison between the 2013 Okhotsk earthquake and the 1994 Northridge earthquake.
Credit: Scripps Institution of Oceanography
One of the world's deepest earthquakes was also a rare supersonic quake, upending ideas about where these unusual earthquakes strike.
世界の最も深い場所で起きた地震（深発地震という）はきわめて稀な「超音波地震」であり、こうした尋常でない地震についての従来の理解をひっくり返した。
Only six supersonic (or supershear) earthquakes have ever been identified, all in the last 15 years. Until now, they all showed similar features, occurring relatively near the Earth's surface and on the same kind of fault. But last year, a remarkably super-fast and super-deep earthquake hit below Russia's Kamchatka Peninsula, breaking the pattern.
"This was very surprising," said Zhongwen Zhan, lead author of the study, published today (July 10) in the journal Science. "It's not only deep, it's supershear, and it's also quite small."
「超音波地震」なるものは、最近15年ではわずか6つしか知られて折らず、どれも似た様相を呈していた。つまり地表で起き、同じような種類の断層型であった。しかし、昨年、高速且つ大変深いところで発生した地震がロシアのカムチャッカ半島を襲った。これまでのパターンとは著しく異なった。
“これは驚きだ”と、雑誌Scienceの7月10日号に論文を投じたZhongwen Zhanは言う。“深いだけでなく、超高速でありながら、その規模は小さい”、と。
The weird earthquake struck May 24, 2013, about 398 miles (642 kilometers) beneath the Sea of Okhotsk offshore of the Kamchatka Peninsula. The magnitude-6.7 quake was an aftershock to the largest deep earthquake on record, a magnitude 8.3 that also hit May 24. [Image Gallery: This Millennium's Destructive Earthquakes]
The shaking provided the first sign that this was a strange quake. Earthquakes of similar size, such as the 1994 Northridge quake in Los Angeles, shimmy for seven to eight seconds. But this magnitude-6.7 temblor lasted for just two seconds.
　この異様な地震は2013年5月24日カムチャッカ半島沖オホーツク海下642ｋｍで起きた。Ｍ＝６．７のこの最大余震も同じ5月24日に起きた。余震の地震動はこの地震の異様さを端的に表すものであった。1994年のNorthridge quake in Los Angelesはこの余震と同じ位の大きさであったが、その震動継続時間は7^8秒であった。しかしこの余震でのそれはわずか2秒ほどであった。

（図：カムチャッカ地震（2013年）とNorthridge地震（1994）の破壊様相の比較。因みにこの地震は神戸地震の一年前の同じ日付1月17日に起きた。そして1999年のトルコ地震が8月17日に起きたのでの、「地震予言者」達が「１７」と言う数字で大騒ぎした。破壊面の大きさはほぼ同じ。したがって破壊得尾広げるスピードが同じであれば、震動継続時間も同じになるはず、しかし、カムッチャッカ地震ではそれがわずか2秒で米国西海岸の地震のわずか30%であった）。
A74EDBFA-3917-4870-8B6FC5F7234DFE39_article

After dredging up all the available seismic recordings, Zhan and his co-authors realized the earthquake was extremely short because it was extremely fast.
An earthquake occurs when two sides of a fault rip apart, opening up like a zipper. Faults can slide side-by-side or up-and-down, or a combination of both directions. The event unleashes waves of seismic energy. Certain types of waves called shear waves usually travel faster than the rupture unzips, but in supershear earthquakes, the rupture catches the shear waves.
　解析できる限りの地震記録を掘り起こして、Zhan and his co-authorsはこの地震継続時間が極め短くしかし、きわめて高速であることを知った。地震は断層がちぎれて起きる。それは、ジッパを下げることに似ている。断層は次々とｼﾞｯﾊﾟの動きのように横にあるいは上下にすべる。勿論両方の運動が同時に起きることもある。このとき、地震エネルギを波として解き放つ。Ｓ波と呼ばれる地震波は通常ジッパの動くスピードより早い。しかし、超高速地震ではジッパのスピードがＳ波のそれに追いつくのだ。
When the rupturing fault moves faster than the shear waves, the waves of energy pile up like the Mach cone surrounding a jet flying faster than the speed of sound, creating a phenomenon akin to a seismic sonic boom.
The Okhotsk quake's rupture speed clocked in at a zippy 5 miles per second (8 km/s), said Zhan, a seismologist at the Scripps Institution of Oceanography in La Jolla, California. Regular earthquakes, at shallower depths, break loose at about 2.2 miles per second (3.5 km/s), he said.
　破壊速度（ジッパの動くスピードのこと）がＳ波よりも早いとエネルギ波が凝縮される。それは音速を超えて飛行するジェット機の周囲のマッハ・コーン状になるのと同じ現象だ。そしてその現象が超音速の｢衝撃波｣を形成する。
Until now, seismologists had never documented a super-fast earthquake at such extreme depths. Nor have they seen supershear earthquakes on this kind of fault.
Previously, the super-fast quakes were on strike-slip faults, where two slabs of the Earth slide past each other with no up-and-down motion. But the Okhotsk earthquake was in a subduction zone, where a fault thrusts one of Earth's tectonic plates down below another plate.
　これまで、地震研究者はそうした深さでの超高速地震を観測した事は無かった。それどころかこの種の断層で超Ｓ波地震を見たこともなかった。以前には、そうした高速地震は横ズレ断層で起きていた。それは地表で断層が上下ではなく水平にズレ動く場合だ。しかし、オホーツク地震は沈み込み帯にある。ここでは、断層はスラスト型で一方のプレートが他方の下に潜り込む。
Zhan said he thinks the new earthquake will upset models of supershear earthquakes and their potential for dangerous shaking. The seismic sonic boom effect can increase the effects of surface shaking by two to three times over regular earthquakes, researchers think. But until now, no one thought that thrust-type faults could go supersonic.
"If a shallow earthquake such as Northridge goes supershear, it could cause even more shaking and possibly more damage," said Zhan. "The shear Mach cone carries very strong shaking," he told Live Science.
この新しい地震は超Ｓ地震についてのこれまでの考え方をひっくり返した。地震のより危険な可能性についても見方を激変させるとZhanは言う。この地震波凝集（衝撃波的現象）は地上の揺れを増幅しそれは通常の地震の2倍にも3倍にもなりえる。と、研究者達は考えている。もしNorthridgeのような浅い地震が超音速地震であれば、それはずっと大きな地震動を地表にもたらし多分もっと大きな被害をもたらしただろうと、Zhanは言う。そのＳ波マッハ現象は非常に強い震動をもたらすと、かれはLive Science.誌に語った。
Zhan said the earthquake would also help researchers better understand super-deep earthquakes. There are still huge unknowns about why these earthquakes take place, he said.
"We still don't know why earthquakes can do supershear," Zhan said. "And we still don't know why deep earthquakes occur. But this surprising observation tells us something about deep earthquakes."
The study throws a wrinkle into the debate over whether deep earthquakes are fundamentally different from earthquakes closer to Earth's surface, said Thorne Lay, a seismologist at the University of California, Santa Cruz, who was not involved in the research.
この地震が超深発地震の理解の助けになるだろうとZhanは言う。深発地震が何故起きるのかについては未だに大きな未知領域で、おまけに、こうした超Ｓ地震が存在できる理由も分かっていない。しかしこの驚くべき観測が深発地震について何かを語ってくれるだろう、とZhaｎは言う。
　この地震の研究は深発地震が基本的に浅発地震とどこがどう異なっているのかについての議論に何がしかの手がかりを与えている、とThorne Lay, a seismologist at the University of California, Santa Cruzは言う。彼はこの研究には関わっていないが。
Lay isn't convinced the Okhotsk earthquake was a supershear quake. "It's a reasonable interpretation, but there's a lot of complexity in the [seismic] signals," he said. Other kinds of shaking seen in deep earthquake zones could produce a similar effect.
Deep quakes hit where the behavior of rocks fundamentally changes: They transition from breaking apart like bricks, to slowly flowing like warm plastic (called ductile deformation). Researchers actively debate how rocks can fracture apart in earthquakes at these depths.
"This is one of the cleanest, sharpest ruptures we've ever seen," Lay said. "If it is a supershear earthquake, it would be extremely cool."
Layはオホツク地震が超Ｓ地震であると確信しているわけではない。それは合理的な解釈であるが地震波の中に、未解明の夥しい複雑さが存在している、と彼は言う。深発地震域で観察される他の地震動が同様な効果を生じているのかどうかを調べる必要がある。
深発地震は岩盤の物性が基本的に変化することによって起きると理解されている：ブリックのように岩盤が破壊する状態から(脆性、パリっと破壊する)、柔らかいプラスティックのように変形する状態（靭性）に遷移することにある。研究者達は地球内部深所で岩石がどのように破壊するのか(パリッと壊れるのか、それともズルッと壊れるのか)についての議論を活発に行なっている。今般の事例は最も明瞭で鋭角的な様相を提示している。つまり「パリッ」型破壊であるとLayは言う。もしそれが、超Ｓ地震であるなら、岩盤の温度は高くないということになる。と付け加える。
Copyright 2014 LiveScience, a TechMediaNetwork company. All rights reserved. This material may not be published, broadcast, rewritten or redistributed.
％％％％％記事紹介おわり

尚、これについて記事中に登場するLay教授が以下を発言しています：
%%%%%Lay教授のコメント
The Sea of Okhotsk earthquake may have involved re-rupture of a fault in the plate produced when the oceanic plate bent down into the Kuril-Kamchatka subduction zone as it began to sink. But the precise mechanism for initiating shear fracture under huge confining pressure remains unclear. The presence of fluid can lubricate the fault, but all of the fluids should have been squeezed out of the slab before it reached that depth.
％％％％％コメント終わり

　本ブログでかって２０１４年３月１４日に伊予灘下で起きた地震について書きました。私は、あの地震を起こした断層は潜り込んだプレート内に既に存在した傷であり、それはフィリッピン海プレートが四国の下に潜り込む以前に形成されていたのではなかろうかと書きました（3月19日記事）。今般のｶﾑﾁｬｯｶ地震についてLay博士が同じような過程を示唆しています。

　以下は、スーパ地震についての過去記事からの抜粋です。
％％％％％2009年10月30日記事の一部再掲
With Rosakis on the verge of losing the bet, they put the slabs under slightly higher pressure by squeezing the fault tighter. Then, when they triggered a rupture, something odd happened: a fresh "daughter" crack suddenly appeared ahead of the main "mother" rupture, travelling much faster. The daughter crack then expanded rapidly, and joined up with the mother rupture, causing the entire rupture to immediately start travelling faster than its shear waves, leapfrogging the "forbidden" speeds. Not only that, it continued to produce new shear waves, which added to the first batch to produce a new, more powerful shock wave called a "Mach front", which trailed behind the rupture in the shape of a boat's wake (see diagram) (Science, vol 303, p 1859). This is similar to what happens when jet fighters break the sound barrier and travel at Mach speeds; they create pressure waves as they speed through the air, but travel fast enough to catch up with them. The waves constructively interfere with each other to become one explosive sonic boom, extending in an expanding cone behind the aircraft.

賭け(高級ワイン)に敗れる瀬戸際に立たされたロザキスなどは板の境界を少し押して圧力をかけた。そうして再度、破壊を作ると、奇妙な事が起きた。破壊域の前方のまだ割れていない場所に新たな割れ目（これを英語で「割れ目が作った新たな割れ目、つまり娘」と表現していますね）が生じ、それが、大きなスピードで走った。その新しい割れ目は急速に進展し、そもそもの破壊と結合し、結果として破壊域の拡大スピードがＳ波を越えた。まるで「葉に飛びつく蛙」の如く、禁じられたスピード帯に突っ込んだ。そればかりでない。新たに作られた破壊がＳ波を生じ、それが、従前の波と重なりマッハ衝撃波として強力な波となった。その衝撃波の背後にボートの形をした楔形形状を伴っていた。これは、ジェット戦闘機が音波の障壁を越え、マッハ衝撃音を生ずる事と似ている。それは空気を伝播する疎密波であるが、音波のスピードに追いつくほど早い。こうした波は互いに強めあうように重なり、爆発的な突風となりジェット機の後方で円錐状に広がる。
％％％％％１０月３０日記事一部再掲終わり
　

コメント
01. taked4700 2014年7月20日 04:12:06 : 9XFNe/BiX575U : wXab0GyK2c 記事の意味がイマイチはっきりしませんが、super-shearが存在するという指摘はかなり前からされていたように思います。記事中にあるように横ずれ断層型地震で起こるとされていて、地震波と断層の破壊が同じスピードになることから地震衝撃波となって被害を大きくします。 ただ、これは硬い地盤で起こることが前提で、日本で観察される地震衝撃波とは多分根本的に性格が異なるはずです。つまり、アメリカのsuper-shear は横波であり、日本の地震衝撃波は縦波であるはずなのです。 日本の地震衝撃波は地盤の比較的硬い部分で発生するはずですが、日本の地盤の固いという意味とアメリカの地盤の固さは根本的に異なります。アメリカの地盤の多くは火成岩であり、日本のそれは泥岩などの堆積岩です。地盤が硬いとか軟らかいというのは比較の問題であり、日本のそれは軟らかい地盤の中での比較です。アメリカのそれは全体が日本に比べるとずっと硬いもので、その中での比較です。 ともかく、この記事の言っている意味がよく分かりません。何を言いたいのか疑問に思います。更に、深発地震でsuper-shear が本当に発生したのか疑問です。まあ、この点については記事中でも微妙だとされているようですが。
02. taked4700 2014年7月20日 04:54:56 : 9XFNe/BiX575U : wXab0GyK2c 衝撃波は基本的に波の発生源の移動速度が波の速度と同期するために波が共振し、それが振幅を倍加させる現象です。 ジェット機が音速を超えるときに衝撃波が発生しますが、これはジェット機の機体が常に発生している音の速度とジェット機自体の移動速度が一瞬だけ同じになるため、その瞬時に衝撃波として音波が作用するということ。注意するべきは、ジェット機が音速と同じ速度で飛び続けると、衝撃波はどんどんと発生し続けることになることです。ジェット機はそのため、音速をすぐに超えるようにスピードを上げるのです。 地震波の場合は、自然現象ですから、故意に断層の割れの進行スピードを上げ下げしないので、場合により衝撃波が起こったり起こらなかったりします。 なお、アメリカなどの火成岩でできた硬い地盤の場合、横波での衝撃波現象が起こるのですが、当然のことながら縦波での衝撃波現象も発生しているはずです。 日本では、地盤が堆積岩でアメリカの火成岩に比べると格段にもろいので横波による衝撃波現象は多分起こっていないと思います。つまり、日本の場合は縦波による衝撃波現象が起こるだけであり、その起こり方は、直下型地震で、震源域の真上、または震源域にきわめて近い地域でのみ観察できるということでしょう。 また、地震縦波と地震横波は相互に変換されます。地盤の境目、つまり、途中に花崗岩の塊などがあると、そこにあたった横波が縦波になって反射するということがあり得るということです。

フォローアップ:

▲上へ　　　　　 ★阿修羅♪ > 自然災害19掲示板　次へ 　前へ

★阿修羅♪　http://www.asyura2.com/ since 1995
スパムメールの中から見つけ出すためにメールのタイトルには必ず「阿修羅さんへ」と記述してください。
すべてのページの引用、転載、リンクを許可します。確認メールは不要です。引用元リンクを表示してください。