2017 Fiscal Year Research-status Report
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15K20864
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
桑谷 立 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球内部物質循環研究分野, 研究員 (60646785)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | データ駆動 / スパースモデリング / 多変量解析 / ベイズ推論 / 岩石組織 / 熱力学インバージョン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
化学組成や岩石組織などを含む多様な岩石学データから，潜在構造・プロセスを正確に抽出するデータ駆動型の解析技術基盤を構築することが本研究の目的である．具体的には，ベイズ推論とスパースモデリングを最大限に活用し，鉱物組成データから温度圧力履歴を推定する手法や，全岩組成・岩石組織データから潜在的な物理化学プロセスを抽出する手法の開発に取り組む．
平成29年度は，【課題1】ベイズ推論を用いた新しい温度圧力履歴推定法の開発，に関して，包有物とホスト鉱物を利用した確率論的温度圧力計に関する投稿論文に関する査読コメントをもとに，手法の天然系への適用可能性を再検討した．その他，誤差評価などについても検討を加えた結果，論文受理にいたった．
【課題2】スパースモデリングを用いた全岩組成からの物理化学モデル抽出，において，沈み込み帯を含む様々なテクトニックセッティングにおける火成岩の全岩化学組成・同位体組成比データを用いて，スパース多項式ロジスティック回帰により帰属するテクトニック場を判別する手法を新たに開発した．得られた特徴ベクトルからマグマ生成プロセスについても考察を加えた．
【課題3】スパースモデリングを用いた岩石組織からのダイナミクス抽出，において，鉱物粒子成長則を導入した温度圧力時間履歴推定法の拡張を行った．粒子スムーズ法などを適用した結果，より精密な解析が可能になった．また，室内実験系に関する岩石－水溶液相互作用について，データ同化手法を適用することで，部分溶液組成観測から反応拡散ダイナミクスについて制約条件を与える方法の開発に成功しつつある．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成29年度に実施した【課題1】ベイズ推論を用いた新しい温度圧力履歴推定法の開発，および，【課題2】スパースモデリングを用いた全岩組成からの物理化学モデル抽出，に関して，それぞれの開発手法の頑健性や有効性を確認し，複数の学術論文を出版している．【課題3】スパースモデリングを用いた岩石組織からのダイナミクス抽出，において，新たなデータ同化手法や機械学習手法を開発し，研究成果としてまとめつつあるため．これらの取組の結果，岩石学分野全体にデータ駆動型解析が浸透しつつあるため．
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| Strategy for Future Research Activity |
開発された手法について，未公表の研究の論文採択を目指す．さらに，岩石学分野に特化した新しいデータ駆動型解析手法の開発を実施する．平成29年度に引き続き，各課題のとりまとめを行い，次世代岩石学の指針を述べた解説論文を執筆する．
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| Causes of Carryover |
効率的な事業遂行により，当初予想以上に多様かつ多数の研究成果を得た．その多くは既に学術論文として出版済みである一方，当初想定以上の数の論文発表を行うこととしたため，幾つかは論文査読中もしくは準備中の段階であり，次年度使用が生じた．平成30年度において，それらの論文の英文校正費および出版時のオープンアクセス化を行うために使用する．
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