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Re: 地震衝撃波が日本の学界では無視されている。岩盤の上に建てられている原発は特に危険だ
http://www.asyura2.com/12/genpatu26/msg/502.html
投稿者 脳天気な 日時 2012 年 8 月 14 日 22:01:44: Md.C3hMjrAb3Q
 

(回答先: 地震衝撃波が日本の学界では無視されている。岩盤の上に建てられている原発は特に危険だ 投稿者 taked4700 日時 2012 年 8 月 14 日 15:14:07)

上記の投稿と関係があるや否やわからないが、スーパ地震という大きな破壊速度を持つ地震が最近ろんぎされているようだ。以下はその紹介:

ブログ:法螺と戯言 より
http://blog.livedoor.jp/oibore_oobora/archives/51302017.html
何年もの間、わずか一事例が、それまでの知見と整合しなかった。1984年にカリフォルニア大学の研究者が、「1979年のインペリアル地震では、破壊がS波と同じ3.5キロ/秒で拡大した」との研究を公表した。
For many years only one observation contradicted this received wisdom. In 1984, Ralph Archuleta at the University of California, Santa Barbara, reported that the Imperial valley earthquake that struck California in 1979 briefly ruptured faster than 3.5 kilometres per second, the speed that a type of seismic wave called a shear wave travels at (Journal of Geophysical Research, vol 89, p 4559).
わずか一例、それも間接的な証拠であったことに加え、数学的にもありそうでない事から、この論文は無視された。というわけで、この研究者の研究はそれから20年間も否定されてきた。そして20年後にとある工学者と地質学者が実験をしたのである。
 この実験をしたロザイキスは、いろいろな材料で、破壊の力学を研究して来た。米国海軍の研究費でした実験では、接着された二つの材料からなる媒体で、爆発源の挙動を研究していた。その研究で、接着線に沿って、破壊が超高速で進展する事を見出していた。
 とすれば、同じ現象が、地球でも起きるのではないか?彼の研究に懐疑的であったカルフォルニア工科大学のKanamoriはそのアイデアに同意しなかった。「結局、応力下にある断層は接着された材質とは違う。また地震は爆発源ではない。」というわけだ。そこで、高級ワインを掛けて、事の真偽が確かめられることとなった。
With only indirect evidence that this "supershear" earthquake had occurred, however, plus the mathematical unlikeliness that it had taken place and a lack of any other reports of earthquakes moving at such incredible speeds, the paper was largely dismissed. "That observation did not go down very well with seismologists," says Ares Rosakis at the California Institute of Technology in Pasadena.
Archuleta's observations languished in obscurity for nearly two decades until a wager between an engineer and a geologist meant that they were finally tested out in the lab.
Rosakis had studied the dynamics of ruptures in other settings, such as artificial materials. In previous experiments funded by the US navy, he had been investigating how explosions affect materials that have been glued together, and had seen supershear ruptures occur along the glued interface. So why not in the Earth itself? His sceptical colleague Hiroo Kanamori, in the geology department at Caltech, disagreed. After all, a fault under pressure is nothing like a glued surface and earthquakes are not triggered by explosions. The bet was set - an expensive bottle of wine was at stake.

ブログ作成者注:上記でカナモリという方が登場します。氏は20歳台で東大地震研究所教授になられた後、ほど無く米国へ移られた世界的な地震学者です。

(超スピード地震、その八)
自然科学で新しい発見の興奮する現場をこのところ書いています。というわけで、前回の続きです。前回、金森教授と南部教授の似通った経歴を少し書きました。似通っているのは、経歴だけでは無いのです。新しい現象に対して、「それまでの先入観、偏見」を一切排除して、現象そのものを見極めようとする、誠に自然に対する謙虚な姿勢です。そして、それを自分の手で、目で確かめるのです。「名声」よりも「真実」というわけです。これぞ、知的好奇心です。学問を突き動かす原動力です。私の「万葉集」に関する拙論も大分スケールは小さいのですが、そうありたいと思う次第です。「本当の事が分かればそれで良し」です。以下、前回の文を続けます(英訳文は「文意」を伝えるのを目的としているので正確でありません。)。

地震破壊伝播を実験室で再現するべく、ロザキスとカナモリは二枚の光を通すプラシティック板を選んだ。その板の継ぎ目を岩盤の不連続線と見立てるためである。板に光を当て、接続線のそって、破壊が伝播するようわずかな電気信号を与えた。それで十分だった。地震はまず地震波を生成した(P波である)。それにS波が続いた。カナモリが予測したように破壊それ自身こうした波より遅く拡大した。
To simulate an earthquake, Rosakis and Kanamori took two slabs of a polymer that transmits light when under pressure and pressed them together, the join representing a geological fault. They shone a light through the fault zone and then triggered a tiny electrical pulse to produce a rupture along the fault line. The patterns made by the light allowed them to see the seismic waves produced as the rupture moved through the fault. Sure enough, the quake produced seismic waves - first compressional waves, followed by the shear waves. And as Kanamori had predicted, the rupture itself trailed well behind its seismic waves.
賭け(考究ワイン)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。相して再度、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「娘の割れ目」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、禁じられたスピウ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。その衝撃波の廃語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粗密波であるが、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広報で円錐状に広がる。
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.

Shaking all over
 以下、下記英文の概要を続けます:
こうした実験室での実験は地震が超スピード破壊が理論上ではありえる。しかし、そうした事は地球それ自身が実の証拠を提示してくれるはずだ。1999年、20世紀で最も活発な大陸内断層であるトルコの北アナトリア断層が動いてマグニチュード7.6のイズミット地震をひきおこした (ブログ作成者の注:10月7日の記事中の写真を参照 http://hyoutanjima-ab3.blog.drecom.jp/daily/200910/07/ )。1979年のカリフォルニア地震と異なり、このときは、かなりの数の地震記録が断層周辺で記録され、破壊がS波を越えるスピードであった事がわかった。さらには、地動の計測も破壊が超スピードで進行した事を裏付けた。フランスのグルノブル大学のブチョンは、この地震での破壊スピードが5km/secにも達していたと言う。
These lab experiments began to show that earthquakes could, in theory, go supershear. But it was the Earth itself that provided the real-world evidence. In 1999, the most seismically active continental fault of the 20th century - the North Anatolian fault in Turkey - slipped to cause the magnitude 7.6 Izmit earthquake. Unlike the California quake of 1979, this time there was no shortage of seismic stations around the fault to record the speed of the shear waves produced in the quake. Measurements of ground motion also provided evidence of the speed at which the fault ruptured. It all added up to a quake that went supershear, says Michel Bouchon at the University of Grenoble in France, who led one of two teams that independently showed that Izmit reached velocities of up to 5 kilometres per second (Geophysical Research Letters, vol 28, p 2723).
いまや、理論でも、実際でも超ハカイスピード地震の存在は否定できない事となった。となると、そうした超スピード地震が結果として、さらなる事例を探す事となった。沢山あった。イズミット地震以後でも少なくも三個の地震が挙げられる。その一つが、冒頭のクンルン地震であった。幸いな事にこれらの地震は僻地に起き、甚大な災害にはならなかった。
Now there was no longer any denying that, both in theory and practice, earthquakes can go supershear and seismologists around the world set about looking for more examples in the aftermath of new quakes. They found plenty. There is now evidence that at least three major quakes around the world since Izmit have gone supershear, including Kunlun, where Klinger's team had found the then-mysterious cracks. Thankfully, there have only been a handful of such quakes recently and most have been in remote areas.
しかし、いつもそうとは限らない。ある地質学者は、1906年のサンフランシスコ大地震はそうであったのではと疑っている。スタンフォード大学のベロザと彼の研究チームは、長い間解けなかった謎を解く手がかりになるやもしれぬと指摘している。通常、地殻内の破壊の大きさは地面の計測からしるのであるが、地震記録でそれを検証しようとすると、地震記録上の波の継続時間が、破壊距離から見積もられるそれよりも短い事が多い。しかし、超破壊スピード地震であれば、相した事の説明がつく。  

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コメント
 
01. taked4700 2012年8月17日 16:20:46 : 9XFNe/BiX575U : 1DYoW2vZmo
「脳天気な」様、投稿ありがとうございます。

アメリカで多い地震が横ずれ断層型である様子です。衝撃波になるのは、波を発する物体が波の速度と同じ速度で進み、結果的に波が共鳴して、振幅が大きくなってしまうからだろうと思います。その意味では、横波も縦波も共鳴する条件さえそろえば衝撃波になるのではないかと感じています。

さらに、地震波は地盤の不連続な境目で反射し、その時に、縦波が横波に変わったり、その反対が起こったりするそうですから、様々な条件で衝撃波が生じえるのではないかと思います。

そして、いくつかの文献を読むと、難しい数式は理解できませんが、建物自身も、一定以上の高周波の地震波にさらされたとき、建物内部に生じる応力波が共鳴して、強い破壊力を持つ場合があると考えていい様子です。

日本の場合は、地盤が柔らかいことが多いので、直下型地震以外はあまり心配する必要はないようです。直下型地震が都市部や原発直下で起きないことを祈るばかりです。


02. taked4700 2013年3月24日 04:47:24 : 9XFNe/BiX575U : vP0v04JSJo
01です。

新たに投稿した

地震衝撃波は地下の岩石の相変化によって生じる、他
http://www.asyura2.com/12/jisin18/msg/759.html
投稿者 taked4700 日時 2013 年 3 月 21 日 19:21:13: 9XFNe/BiX575U

にあるように、日本でもかなり遠隔地で発生した地震により地震衝撃波が発生して被害が出ることがある様子です。

そのため、01のコメントに書いた

>日本の場合は、地盤が柔らかいことが多いので、直下型地震以外はあまり心配する必要はないようです

は間違いですので、訂正をさせていただきます。


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