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断層に含まれる有機物と地震発生メカニズム

大阪大学の研究者らは、海溝型地震を引き起こすプレート沈み込み帯の断層中に含まれる有機物に着目し、地震時の断層滑りを模擬した室内摩擦実験を行うことで、有機物の熱化学反応による、有機物の石炭化が進行するにつれて、ピーク摩擦係数が低下し海溝型地震の滑り挙動に影響を及ぼす可能性があることを解明しました。 これまで海溝型地震時の断層滑り挙動には、プレート沈み込み帯に豊富に存在する摩擦強度の弱い粘土鉱物が重要な役割を果たしていると考えられており、断層に含まれる有機物およびその熱熟成反応が及ぼす影響は解明されていませんでした。

有機物が豊富に含まれている海溝型プレート境界断層では、粘土鉱物の存在のみならず、有機物の熱熟成反応が断層の摩擦強度を低下させ、地震時の破壊伝播過程へ影響を及ぼす可能性があります。

断層に含まれる有機物と地震発生メカニズム
海底堆積物での有機物の含有量と有機物を含む陸上活断層の分布図 


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2019-06-26 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

画期的な電子顕微鏡を開発

1931年に実現した電子顕微鏡 は、電子を使ってミクロの世界を観察する顕微鏡で、現在用いられている全ての顕微鏡の中で最も高い分解能を持っています。世界最高性能は東京大学の40.5ピコメートルで、これは水素原子の半径(53ピコメートル)より小さいものを見分けることができます。

 光学顕微鏡は、ガラスをレンズとして使って物体の拡大像を得ますが、電子顕微鏡では強力な磁場をレンズに用います。磁場中に電子を入射するとローレンツ力という力を受けて電子は曲がりますが、この現象を試料の近くでレンズのように作用させることで像を拡大しています。3テスラにも達する強い磁場を使った対物レンズ の性能が、電子顕微鏡の性能、すなわち分解能を決定します。

観察する試料はこの強い磁場の中に挿入しなければならない構造であるため、試料は常に強磁場にさらされることになります。その結果、磁気メモリーなど、磁性を持つ材料では、レンズの磁場と材料の持つ磁性とが強く相互作用してしまい、元々の構造が大きく変化したり、破壊されたりしてしまう問題が生じます。

今回、東京大学と日本電子株式会社の共同開発チームは、試料室を磁場のない環境に保つことができる全く新しい対物レンズを試作し、そのレンズを搭載した電子顕微鏡を開発しました。これは、上下のレンズ磁場を逆向きに発生させることによって、試料上で磁場同士がちょうど打ち消し合ってほぼゼロになるように調整されたものです。 さらに、開発した新しい対物レンズと最新の収差補正装置 を組み合わせることで、原子分解能磁場フリー電子顕微鏡を開発しました。この装置の性能評価を行うために、窒化ガリウム(GaN)単結晶を観察するとGa-Ga原子間の距離はわずか92ピコメートルしか離れていませんが、その2つの原子が明瞭に分離して観察できているようになりました。次の写真はこの電子顕微鏡で窒化ガリウムを撮影したものです。原子が規則正しく並んでいる様子がはっきり撮影されています。

画期的な電子顕微鏡を開発


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2019-06-26 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

大西洋沖の怪現象に新説、プレートが剥離中

大西洋のポルトガル沖で1969年、大きな地震が起こり、津波が発生したのですが、震源地の周辺には、何の変哲もない平らな海底が続いているだけであることが科学者を悩ませています。

ポルトガル、リスボン大学の研究者らは最近、ポルトガル沖のプレートの下層が剥離し始めているらしいことを突き止めました。ここでは、あるプレートが別のプレートの下に潜り込む、いわゆる沈み込み帯が新たに形成される場所になるかもしれないとも考えられています。もしこれが本当ならば、海洋プレートが剥離しているところをとらえた初の研究になります。現在、プレートテクトニクスによって大西洋が縮小し、ヨーロッパとカナダが接近することによって新たな巨大大陸が形成されつつありますが、今回推定されたプレートの剥離は、この場所に新たなプレートの境界を生じさせ、地殻変動を加速する可能性があります。

 このプレートの剥離は地震波の観測によって行われました。地中を伝わる地震の波は、地質の温度や組成が変わると変化します。それによって、1969年の地震が起こった場所の真下に、何か密度の高い塊が、地下250キロまで垂れさがるように存在していることがわかったのです。さらなる分析で、そこに沈み込み帯が生まれているという兆候も確認されました。

大西洋沖の怪現象に新説、プレートが剥離中
NATIONAL GEOGRAPHIC
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会社員をしながら科学のコンテンツを作ってます。書籍とか、トークライブとか、セミナーとか、ネットラジオとか、Webコンテンツとか。
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