研究人员数学地阐明了晶体和气泡在岩浆中的存在如何影响地震P波的传播。研究者推导出了一种新的方程，以描述这些波在岩浆中的传播，展示了晶体和气泡的不同比例如何影响波速和波形特征。
最近的一项研究数学上阐明了晶体和气泡在岩浆中的存在如何影响地震P波的传播。研究人员推导出了一种新的方程，描述这些波在岩浆中的传播，揭示了晶体和气泡的相对比例如何影响波速和波形特性。
地下岩浆储层中晶体与气泡的比例对预测火山喷发至关重要。由于直接观察的不可及性，科学家分析了在表面记录的地震P波，以推测这些内部特征。之前的研究主要集中在气泡的影响上，而对晶体含量的考虑有限。此外，传统模型主要解决波速和幅度衰减的变化，而未捕捉到详细的波形转变。
在本研究中，研究人员通过整合两个不同的岩浆流动数学模型发展了一个新方程。结果显示，当气泡相对于晶体的比例增加时，P波速度降低，而气泡对波速的影响比晶体更显著。相反，衰减效应被发现更强烈地受晶体影响。分析进一步揭示波形特征依赖于频率和气泡含量，在两个基础模型之间出现明显差异。
这个新方程使得可以基于岩浆中的气泡和晶体含量进行P波形的时间依赖性计算。展望未来，研究团队打算将该模型与机器学习技术结合，以从观察到的P波形中估计岩浆的内部成分，以期提高火山喷发预测系统的准确性。
本研究部分得到JSPS KAKENHI（编号21J20389和22K03898）、由JKA及其来自KEIRIN RACE的促进资金支持，以及来自日本涡轮机械学会的Komiya研究资助的支持。本研究部分基于新能 源和工业技术开发组织（NEDO）资助的项目（编号JPNP20004）获得的结果。此外，该工作还部分得到文部科学省年轻研究者战略专业发展计划下的跨境高级研究顶尖人才（TRiSTAR）计划的支持。
