マグマ化学組成のバリエーションの情報科学的解析によるマグマ進化プロセスの理解

機械学習及び統計数理に基づいた高度なデータ解析によってマグマの化学組成バリエーションを高次元空間で定量的および客観的に解析する方法を確立し、天然火山岩化学組成データおよび高圧実験に基づくマグマ化学組成データに適用して、地球内部でのマグマ進化プロセスやその時空推移を捉えることが本研究の目的である。その目的のために具体的テーマとして設定した課題1から3に基づき、2022年度の研究を遂行した。「課題1: 統計数理に基づいた天然マグマ化学組成バリエーションの特徴抽出手法の確立」に関しては、新規高精度化学分析や文献データ収集に基づいて火山岩化学組成データベースを構築するとともに、データベースを用いた数理解析を行い、天然マグマの組成バリエーションを理解するとともにマグマ進化プロセスを議論する研究を行った。構築したデータベースについては論文として公表した。「課題2: 統計数理に基づいた実験マグマ化学組成バリエーション解析手法の確立」に関しては、2021年度から継続して、マグマ生成場の条件を推定する数理モデルの開発を行った。「課題3: マグマ生成プロセスの時空間推移解析」では、多数の変数から小数の重要な特徴を抽出する機械学習手法を適用して、グローバルな火山岩化学組成やプレート運動のデータセットから、地球内部でのマグマ生成やプレート運動を支配する重要な地球科学的特徴を抽出した。この結果を基に、プレート運動やマントル対流に駆動されるマグマ生成プロセスや地球内部ダイナミクスを議論し、論文として公表した。

機械学習及び統計数理に基づいた高度なデータ解析によってマグマの化学組成バリエーションを高次元空間で定量的および客観的に解析する方法を確立し、天然火山岩化学組成データおよび高圧実験に基づくマグマ化学組成データに適用して、地球内部でのマグマ進化プロセスやその時空推移を捉えることが本研究の目的である。その目的のために具体的テーマとして設定した課題1から3に基づき、2022年度の研究を遂行した。「課題1: 統計数理に基づいた天然マグマ化学組成バリエーションの特徴抽出手法の確立」に関しては、新規高精度化学分析や文献データ収集に基づいて火山岩化学組成データベースを構築するとともに、データベースを用いた数理解析を行い、天然マグマの組成バリエーションを理解するとともにマグマ進化プロセスを議論する研究を行った。構築したデータベースについては論文として公表した。「課題2: 統計数理に基づいた実験マグマ化学組成バリエーション解析手法の確立」に関しては、2021年度から継続して、マグマ生成場の条件を推定する数理モデルの開発を行った。「課題3: マグマ生成プロセスの時空間推移解析」では、多数の変数から小数の重要な特徴を抽出する機械学習手法を適用して、グローバルな火山岩化学組成やプレート運動のデータセットから、地球内部でのマグマ生成やプレート運動を支配する重要な地球科学的特徴を抽出した。この結果を基に、プレート運動やマントル対流に駆動されるマグマ生成プロセスや地球内部ダイナミクスを議論し、論文として公表した。