東京大学地震研究所の岩森光教授らは、地震・火山活動や地球の進化に重要な役割を持つ地球内部の水やマグマがどこにどれだけ存在するかを捉える解析方法を開発した。地球内部の地震波速度と電気伝導度を統合解析することで、岩石と液体の分布形状などを推定できる。地震・火山活動の理解や予測が進むことが期待される。

従来、地球内部の構造は主に地震波速度の伝わり方から推定されてきた。だが、地震・火山活動が起こる深さ６０キロメートル程度までには、多様な岩石と液体で構成され、地震波の解析だけでは物質を区別できない。

一方、電気伝導度で解析する方法はマグマなどの液体の存在に敏感だが、岩石の種類や性質は分からない課題があった。

そこで研究グループは両方を統合して解析する手法を検討した。まず岩石や液体の種類、固体―液体の量比といったパラメーターに対し、地震波速度と電気伝導度を数値プログラムにより計算。得られた結果を実際の観測から得られる地震波速度などと比較し、最もよく説明するパラメーターセットを探索した。さらに地下温度構造などを合わせ、推定の確かさを高めた。

続いて日本列島での実際の観測データを参照しながら、人工データセットを作成した。地震波速度や電気伝導度、温度構造などを観測量とし、岩石と液体の種類、量比、分布形状を復元できることを確かめた。

研究は海洋研究開発機構、東北大学、富山大学、東京工業大学と共同で行った。