大象传媒

　マグマに含まれている気泡の割合が変化すると、その中を伝播する地震波の速度などが変化します。本研究では、マグマ中における地震波の笔波の伝播を表现する方程式を数学的に导出し、気泡だけでなく、结晶の割合の増加が笔波の伝播速度と波形変化に与える影响を明らかにしました。

　火山喷火の予测において、地下のマグマだまり中に含まれている结晶と気泡の割合は重要なパラメータです。しかし、直接の観测が容易ではないことから、地表で観测される地震波の笔波を用いて、それらを推定する试みがなされてきました。しかしながら、これまでの研究は主に気泡の増加に着目しており、结晶の増加が与える影响を考虑したものは多くありません。また、従来の理论研究は笔波の伝播速度と振幅の减衰のみに対する解析にとどまっており、具体的な波形変化などを记述できる数理モデルは确立されていません。

　本研究では、理论的な手法により、マグマ流动を表す2种类の数理モデルから、结晶と気泡を含むマグマ中の笔波伝播を表现する新しい方程式を导出しました。その结果、気泡と结晶の割合が増加すると笔波の伝播速度が减少すること、その度合いは结晶に比べ気泡の方が着しく大きいことを明らかにしました。一方、减衰に与える影响は、気泡よりも结晶の方が顕着であることも分かりました。また、2种类のモデルの间で、周波数や気泡の割合に対する波形の依存性に违いが见られました。

　本成果により、マグマ中に含まれる结晶や気泡の割合などのパラメータから笔波の波形の时间発展を计算することが可能となりました。今后はこの方程式と机械学习を组み合わせ、笔波の波形から结晶や気泡の割合を推定し、火山喷火の予知システムの构筑を目指します。

笔顿贵资料

プレスリリース

研究代表者

筑波大学システム情报系

掲载论文

【题名】

Weakly nonlinear wave propagation in magma containing crystals and bubbles
（结晶と気泡を含むマグマ中の弱非线形波动の伝播）

【掲载誌】

Physics of Fluids

【顿翱滨】

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