AIBR プレミアム
拓海先生、先日いただいた論文の話を読んだのですが、深発地震の話で「オリビンが短時間でリングウッド石に変わる」と書いてありまして、正直ピンと来ないのです。これって、現場の設備投資に例えるならどんな変化なのでしょうか。
素晴らしい着眼点ですね！大丈夫、これを設備投資に例えると分かりやすいですよ。要点を3つに絞ると、1) 圧力だけでなく“ひずみ”が変化を引き起こす、2) 変化は短時間で起き得る、3) 微細構造の変化が決定的、ということです。順に噛み砕いて説明できますよ。
ありがとうございます。まず“ひずみ”という言葉ですが、現場で言うと機械に無理をかけたときの“歪み”でしょうか。圧力とは別物という理解で合っていますか。
そのとおりです。ここでの“プラスチックひずみ”とは永久的な変形を指し、機械で言えば金属が曲がって戻らない状態に相当します。論文ではそのような激しいせん断（shear）によって結晶内部の欠陥が増え、相（phase）が変わりやすくなると述べていますよ。
なるほど。では圧力を高める通常の方法と比べて、ひずみを与える方が早く起きるという理解でよいですか。これって要するに圧力を掛け続けるより、局所的に負荷を集中させるということですか。
素晴らしい要約です！ほぼ正解ですよ。要点を3つで補足すると、1) 圧力だけで起きる相変化は通常長時間を要する、2) 激しい塑性変形は局所で欠陥や結晶粒の微細化を生み、変化のハードルを下げる、3) その結果、地球深部でも短時間で相変化が起こり得る、ということです。
実務的に言えば、ラインで突然局所的な過負荷が起きて設備の材質が短時間で変わるようなイメージでしょうか。それだと予防策もかなり違う気がします。
正確です。現場で言えば、全体の圧力管理だけでなく、局所的に発生する“せん断帯”や“スリップ”を監視し、微細構造の変化に注意を払う必要があります。つまり全体最適に加え局所最適の監視が重要になるのです。
監視という点で、我々の投資判断に直結する疑問があります。これを実験的に示した論文の信頼性はどう評価していますか。設備投資に踏み切るべきかの判断材料になりますか。
良い質問です。論文は高圧下での塑性変形を精密に再現する実験を示しており、条件の再現性とメカニズムの説明が丁寧です。投資判断としては、まずは概念実証の段階であり、我々の用途に合わせた小規模な試験や監視センサーの導入から始めるのが合理的です。
分かりました。最後に整理させてください。これって要するに、”圧力だけでなく局所的なひずみが短時間で物質の相を変え、深発地震を説明する一因になり得る”ということですか。
その通りですよ。端的に言えば、従来の長い時間スケールの“圧力主導”モデルに加えて、短時間で効く“ひずみ主導”モデルが実証されたのです。大丈夫、一緒に計画を立てれば実務に落とし込めますよ。
ありがとうございます。では私の言葉でまとめます。論文は、局所的な塑性ひずみによって鉱物の相変化が短時間で起き、これは深発地震の新しい説明になり得ると示したということですね。
