卵 東京大学理学部地球惑星環境学科
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メンバー紹介: 清水 以知子

所属:地球惑星科学専攻 固体地球科学講座
専門分野: 構造地質学、岩石レオロジー
電話番号:(03)5841-
e-mail:
建物・部屋番号:理学部1号館C棟階・743号室
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自己紹介
私の専門は岩石レオロジーです。造山運動や地震活動など,私たちの足元の大地は地質時代から現在にわたって変動を続けています.こうした地殻変動はより深部のマントル対流が原動力となっていますが,対流といっても岩石が融けてどろどろのマグマになっているのではなく,固体の状態のまま流動していると考えられています.岩石といえば固いものの代名詞ですが,実はこのように,長い時間をかけてズルズル流れる性質と,バリバリ壊れる性質を合わせもっているのです.この「流動」や「破壊」現象を研究するのがレオロジーという分野です.私は野外で採取した岩石のミクロな組織を調べたり,地球内部の条件を実験室で再現したりして,地殻やマントルのダイナミックな動きがどのようにして生じるのかを研究しています.

研究のトピック
[岩石の流動変形]
マントルだけでなく,地殻を構成する岩石も温度が 300 ℃を超えると徐々に流動的な性質をもつようになります.図1は地下で変成・変形作用を受けた岩石を,偏光顕微鏡で見たものです(画面の横巾は 8mm).ここでは画面の上下方向からの圧縮応力によって,鉱物の結晶が横方向に配列しているのが観察されます.写真中央に黒く見える黄鉄鉱の粒子の側面には,灰色く見える石英が髭のように成長しています.このことから岩石が固体流動する際に,異方的な再結晶が起きたことがわかります.こうした岩石組織を解析することによって,地殻変動を起こす力や流動変形のメカニズムを知ることができます.

[スラブ地震の謎]
内陸地域の断層で発生する地震の震源の多くは深さ15 km 程度までの比較的浅い場所にありますが,沈み込むプレート(スラブ)内では地震は深さ 200 km 以上にわたっての2重の震発面があり(図2:Peacock (2001) の Fig. 2 を一部改変),その理由はまだよくわかっていません.私たちは,こうしたスラブ地震の多くが脱水反応によって引き起こされるという仮説のもとに,高温高圧下の変形実験によって地震発生メカニズムを検証しています.マントルの一部を構成する蛇紋岩という岩石は,600℃以上の高温になると反応を起こして水をはき出すという性質をもっています.これまでの実験で,蛇紋岩が水を放出すると強度が著しく下がることがわかってきました.図3は私の研究室で新しく設計製作した実験装置で,圧力2万気圧(深さ 60 km 相当) での変形実験をめざしています.
図1
図2
図3
学生さんへ一言
地球内部の現象はミクロの素過程からマクロの運動までつながりがあり,これを理解するための手法も様々.まさに学際的領域です.どのようなアプローチをとるかによって,研究する人の個性が発揮されるところです.
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