失敗の研究

目次

まえがき
訳者まえがき

第1章　プレートテクトニクス
本章の内容
1.1 イントロダクション
1.2 リソスフィア
1.3 付加型プレート境界
1.4 沈み込み
1.5 トランスフォーム断層
1.6 ホットスポットとマントルプルーム
1.7 大陸
1.8 古地磁気学とプレート運動
1.9 3重点
1.10 ウィルソンサイクル
1.11 大陸衝突
1.12 火山活動と熱流量
1.13 地震活動とリソスフィア内の応力場
1.14 原動力
1.15 比較惑星学
1.16 月
1.17 水星
1.18 火星
1.19 フォボスとダイモス
1.20 ベスタ
1.21 金星
1.22 ガリレオ衛星
1.23 土星の衛星
本章のまとめ
参考文献

第2章　固体中の応力と歪み
本章の内容
2.1 イントロダクション
2.2 体積力と面積力
2.3 2次元における応力
2.4 3次元における応力
2.5 惑星深部の圧力
2.6 応力測定
2.7 歪みの基本概念
2.8 歪みの測定
本章のまとめ
参考文献

第3章　弾性とたわみ
本章の内容
3.1 イントロダクション
3.2 線形弾性
3.3 1軸応力
3.4 1軸歪み
3.5 平面応力
3.6 平面歪み
3.7 純粋せん断と単純せん断
3.8 等方性応力
3.9 平板の2次元曲げ（たわみ）
3.10 モーメントと垂直（鉛直）荷重がかかったときの平板の曲げ
3.11 水平荷重が作用している平板の座屈
3.12 火成貫入岩体の上にある地層の変形
3.13 地球のリソスフィアへの応用
3.14 周期的な荷重
3.15 端に荷重がかかった地球のリソスフィアの安定性
3.16 列島の荷重がかかっている弾性リソスフィアのたわみ
3.17 海溝における弾性リソスフィアのたわみ
3.18 堆積盆地のたわみと構造
本章のまとめ
参考文献

第4章　熱輸送
本章の内容
4.1 イントロダクション
4.2 熱伝導に関するフーリエ則
4.3 地殻熱流量の測定
4.4 地球表面からの熱流量
4.5 放射性元素壊変による発熱
4.6 内部発熱がある場合の1次元定常熱伝導
4.7 マントルの熱伝導的温度分布
4.8 大陸域の地温分布
4.9 球・球殻の半径方向の熱伝導
4.10 月の温度構造
4.11 定常2次元・3次元熱伝導
4.12 周期的な温度変化・地形の起状がある場合の地下温度
4.13 1次元・時間依存熱伝導
4.14 半無限媒質の周期的加熱：地下温度の日周期・季節変化
4.15 半無限空間の瞬間的な加熱・冷却
4.16 海洋リソスフィアの冷却
4.17 リソスフィアのプレート冷却モデル
4.18 シュテファン問題
4.19 岩床・岩脈の固化
4.20 動く媒質中の熱伝導：侵食と堆積の熱的影響
4.21 無限領域における1次元非定常熱伝導
4.22 熱応力
4.23 海底地形
4.24 海水準変動
4.25 堆積盆地の熱史・沈降史
4.26 表面での一定の熱量による半無限空間加熱・冷却
4.27 断層上の摩擦加熱：島弧の火山活動と沈み込むスラブ上の溶融
4.28 マントルの温度構造と断熱線
4.29 沈み込んだリソスフィアの温度構造
4.30 堆積物の侵食・堆積のカリングモデル
本章のまとめ
参考文献

第5章　重力
5.1 弾性媒質中の平面波の基本特性
　囲み記事 5.1　表記法
5.1.1 平面波に対するポテンシャル
5.1.2 変数分離　定常的な平面波
　囲み記事 5.2　波動伝播問題を解く際に使用されるフーリエ変換に対する符合の約束
5.2 反射／変換／透過係数の基本公式
5.2.1 境界条件
　囲み記事 5.3　運動学と動力学の区別
5.2.2 自由表面における平面P波とSV波の反射
　囲み記事 5.4　インピーダンス
5.2.3 SH波の反射と透過
5.2.4 固体-固体境界面におけるP-SVの反射と透過
5.2.5 エネルギー束
5.2.6 2つの類似した半無限空間の間の反射／透過係数に対する有用な近似
5.2.7 平面波の反射／透過係数の周波数非依存性
5.3 非斉次波, 位相のずれおよび界面波
　囲み記事 5.5　位相のずれ：位相の遅延と進相
　囲み記事 5.6　ヒルベルト変換と周波数に依存しない進相
5.4 均質媒質中の平面波を解析するための行列法
5.5 減衰性媒質中の波動伝播：平面波に対する基本理論
　囲み記事 5.7　Qの異なる定義
5.5.1 減衰性媒質中の材料分散の必要性
5.5.2 減衰性媒質中の材料分散のいくつかの提案値
　囲み記事 5.8　因果律を満たす伝播パルス形状の振幅スペクトルと位相スペクトルの関係
5.6 弾性異方性媒質中の波動伝播：平面波に対する基本理論
　囲み記事 5.9　異方性によるせん断波の分裂
さらなる学習のための提案
問題

6 球面波の反射と屈折　ラムの問題
6.1 平面波および円錐波の重ね合わせとしての球面波
　囲み記事 6.1　ワイルおよびゾンマーフェルト積分の根本的重要性
6.2 平面境界での球面波の反射：音波
　囲み記事 6.2　平面全体でImξ≧0となるようなsqrt(α^-2-p^-2)=ξの複素p平面での分岐切断の決定
　囲み記事 6.3　最急降下法によるI(x)=∫F(ζ)exp(xf(ζ))d(ζ)の評価
　囲み記事 6.4　ヘッドウェーブの顕著な特徴
6.3 弾性半無限空間中の球面波：レイリー極
　囲み記事 6.5　物質不連続が水平である区分的に均質な媒質に対するP-SVおよびSH運動の独立性
　囲み記事 6.6　円柱座標について
　囲み記事 6.7　埋められた点震源からのレイリー波の顕著な特徴
6.4 線震源に対するカニャール・ドフープ法
　囲み記事 6.8　ジョルダンの補題の例
　囲み記事 6.9　多重変換された解(6.64)を書きとどめることについて
6.5 点震源に対するカニャール・ドフープ法
　囲み記事 6.10　鉛直軸に関して対称な関数の水平変換
6.6 主要な結果の要約および異なる手法の比較
さらなる学習のための提案
問題

7 鉛直方向に不均質な媒質中の表面波
7.1 表面波の基本特性
　囲み記事 7.1　初期仮定
　囲み記事 7.2　簡単な表面波地震動記録の解析
7.2 変位-応力ベクトルの固有値問題
　囲み記事 7.3　表面波の位相速度の測定
7.2.1 数値積分
　囲み記事 7.4　ルンゲ・クッタ法
7.2.2 伝搬行列法
　囲み記事7.5　ポテンシャルの回避について
　囲み記事 7.6　固体と流体の層の混合
　囲み記事 7.7　グーテンベルク地球モデル中の表面波
7.3 ラブ波とレイリー波に対する変分原理
7.3.1 ラブ波
　囲み記事 7.8　位相速度の「偏導関数」
7.3.2 レイリー波
7.3.3 レイリー・リッツ法
7.3.4 表面波の減衰
　囲み記事 7.9　異方性のいくつかの影響
7.4 鉛直方向に不均質な媒質に対するグリーン関数の表面波項
7.4.1 2次元の場合
7.4.2 3次元の場合
　囲み記事 7.10　鉛直運動に関する符合の規約
　囲み記事 7.11　水平波動関数について
7.5 任意の地震モーメントをもつ点震源からのラブ波およびレイリー波
7.6 リーキングモード
7.6.1 音管モード
7.6.2 位相速度と減衰
さらなる学習のための提案
問題

8 地球の自由振動
8.1 均質流体球の自由振動
　囲み記事 8.1　球面調和関数
8.2 点震源による自由振動の励起
　囲み記事 8.2　発震機構が既知である場合の自由振動ピーク同定
8.3 球状地球の表面波
　囲み記事 8.3　ポアソン和の公式の例
　囲み記事 8.4　各種ルジャンドル関数とそれらの漸近近似
8.4 自己重力のある地球の自由振動
8.5 セントロイドモーメントテンソル
　囲み記事 8.5　初期応力の考慮
8.6 地球の回転による正規モードの分裂
8.7 地球構造の横方向の不均質性による自由振動のスペクトルの分裂
　囲み記事 8.6　準縮退
さらなる学習のための提案
問題

9 深さ依存の特性をもつ媒質中の実在波
9.1 多数の水平層からなる媒質に対するカニャール法：一般化された波線の解析
9.2 多数の水平層からなる媒質に対する反射率法
　囲み記事 9.1　SHおよびP-SV問題に対する伝搬行列
　囲み記事 9.2　地球偏平率の変換と近似
9.3 地震学における古典的波線理論
9.4 地球構造を推定する走時データのインバージョン
9.4.1 ヘルグロッツ・ウィーヘルトの公式
　囲み記事 9.3　アーベルの問題
9.4.2 低速度層を含む構造に対する走時インバージョン
　囲み記事 9.4　τ(p)の測定
9.5 転回点が存在し、滑らかに変化する深さ依存性のある速度断面をもつ媒質中の波動伝播
　囲み記事 9.5　球対称媒質中のP, SV, SH波に対するスカラーポテンシャル
　囲み記事 9.6　WKBJ理論
　囲み記事 9.7　ワトソン変換の応用例
　囲み記事 9.8　有用な変換の対
9.6 不均質層間に不連続が存在する球対称地球モデルに対する実体波の問題
　囲み記事 9.9　不均質層構造からの一般化された散乱および動径方向に不均質な2層間の球状境界面の特殊例
　囲み記事 9.10　鉛直波動関数に対する一様漸近近似
　囲み記事 9.11　散乱係数の極
　囲み記事 9.12　モーメントテンソルと一般化された波線
9.7 異なる手法の比較
さらなる学習のための提案
問題

10 地震の震源：運動学
10.1 遠地で見た地震の運動学
10.1.1 無限均質等方媒質中で観測された遠地変位波形
10.1.2 幾何学的広がりの近似を使用した不均質等方媒質に対する遠地変位波形
10.1.3 遠地での変位波形の一般的な特性
10.1.4 低周波数における地震スペクトルの振舞い
10.1.5 一方向に伝播する断層モデル
10.1.6 破壊の開始, 広がり, 停止
　囲み記事 10.1　「自己相似」の概念について
10.1.7 コーナー周波数と高周波数漸近
　囲み記事 10.2　深さ依存性のある構造内で遠地実体波を計算する際の有限断層運動に対する割当て
10.2 近地で見た地震の運動学
10.2.1 有限の食違いに対する近地地震動記録の合成
10.2.2 伝播する断層近くの高周波数の運動
10.2.3 面外問題
10.2.4 面内問題
さらなる学習のための提案
問題

11 地震の震源：動力学
11.1 あらかじめ記述された速度で伝播する亀裂の動力学
11.1.1 伝播する亀裂に対する応力とすべりの間の関係
　囲み記事 11.1　有限幅2aの静的な面内および面外のせん断亀裂に対する応力特異性
11.1.2 亀裂先端のエネルギー論
11.1.3 粘着力
　囲み記事 11.2　破壊基準
11.1.4 成長する楕円形亀裂の近地
11.1.5 停止する円形亀裂に対する遠地スペクトル
11.2 自発的な平面破壊伝播の動力学
11.2.1 面外亀裂の自発的伝播：一般論
　囲み記事 11.3　粘着力のみに関係する応力拡大係数
11.2.2 自発的な面外亀裂伝播の例
11.2.3 面内せん断亀裂の自発的伝播
11.3 法線応力の変化と関連する破壊伝播
さらなる学習のための提案
問題

12 地震計測の原理
12.1 基本的な計測器具
12.1.1 基本的な慣性換振器
12.1.2 安定した長周期の鉛直つり下げ法
12.1.3 水平加速度の計測
12.1.4 ひずみと回転の計測
12.2 地震信号とノイズの周波数とダイナミックレンジ
12.2.1 20秒程度の周期をもつ表面波
12.2.2 5°<Δ<110°に対するP波
　囲み記事 12.1　広い範囲の値に関連する専門用語
　囲み記事 12.2　記録媒体
12.2.3 表面波とP波に対する振幅スペクトル密度の範囲
12.2.4 近距離における微小地震の波
12.2.5 周囲の地震ノイズ
12.2.6 自由振動の振幅
12.2.7 固体地球潮汐, チャンドラー揺動, プレート運動, および月震の振幅
12.2.8 震央領域の地震運動
12.2.9 重力波のひずみ振幅
　囲み記事 12.3　工学応答スペクトル
12.3 信号の検知
12.3.1 換振器振り子のブラウン運動
12.3.2 電磁式速度センサー
12.3.3 伝統的な観測所地震計の応答特性
12.3.4 長周期での高感度
　囲み記事 12.4　伝統的な電磁式地震計応答の一般的な特徴
12.3.5 地震センサーの非線形性
　囲み記事 12.5　極と零点
12.3.6 フィードバック型換振器
さらなる学習のための提案
問題

付録1：波の用語辞典
付録2：マグニチュードの定義
参考文献一覧
索引
訳者あとがき

　

• ランダウ・リフシッツ：弾性理論, 東京図書, 1989.
• J.N.Israelachivili: 分子間力と表面力, 朝倉書店, 1996.
• 摩擦の物理 (岩波講座 物理の世界)
• 砂時計の七不思議
• 岩波講座 物理の世界 物理と数理〈4〉散逸粒子系の力学
• 流動層の反応工学 (ケミカルエンジニアリング・シリーズ (8))
• トライボロジーの基礎
• 『地震学』
• ショルツ_地震と断層の力学
• 地震波動論
• 岩波講座 地球惑星科学〈6〉地球連続体力学
• 安芸-リチャーズ_『地震学―定量的アプローチ』
• 地震: どのように起きるのか (サイエンス・パレット)
• 地球-ダイナミックな惑星 (サイエンス・パレット)
• レイ-ウォレス_地震学〈上巻〉地球内部
• レイ-ウォレス_地震学〈下巻〉震源
• 地震学 (現代地球科学入門シリーズ 6)
• ジオダイナミクス