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マイクロスケールキャビテーションによる地震発生地帯の底部における地震の核形成メカニズム
大地震は、脆性-延性遷移付近の、地震発生地帯の底部付近で核を形成することが多い。より深部での断層帯破壊は、岩の延性流動によって阻害される。しかしながら、より浅い深度における延性流動から地震発生脆性/摩擦挙動への移行の微視的物理メカニズムは未だ不明である。ここで我々は、実験的にシミュレートされた方解石断層における流動から摩擦までの遷移が、転位・拡散クリープからダイラタント変形への遷移により特徴付けられ、不完全な領域で粒界滑りが関与することを示す。せん断速度が増加、または温度が低下すると、転位・拡散クリープが過度に遅くなり、せん断ひずみ速度の負荷に対応できなくなり、粒間キャビテーション、脆弱化、ひずみ局在化、および安定流動から暴走断層破壊への切り替えが起こる。マイクロスケールキャビテーションの開始が引き金となる、観測されたせん断不安定性は、地震発生地帯の底部で脆性-延性遷移と地震の核形成が起こる重要なメカニズムとなる。