熱力学と触媒のジャーナル
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概要

交換モンテカルロ法を用いた修正ガウスモデルの自動デコンボリューション法：合成単斜輝石の反射スペクトルへの応用

ペン・ケー・ホン、宮本英明、新原隆文、杉田誠治、永田健二、ジェームス・M・ドーム、岡田正人

反射スペクトルのデコンボリューション解析は、鉱物の組成や結晶構造を推測するのに有用な方法である。カンラン石や輝石などの主要な岩石鉱物の反射スペクトルの最近のデコンボリューション解析の多くは、修正ガウスモデル（MGM）に基づいている。しかし、広く使用されているMGMの数値アルゴリズムは最急降下法を利用しており、これには局所的最小値の問題がある。初期パラメータが不正確だと最急降下法は局所的最小値に収束するため、解析者は手動で初期パラメータを調整し、モデルを繰り返し計算して目的の解を得なければならない。局所的最小値の問題を回避するために、我々はベイズスペクトルデコンボリューションを交換モンテカルロ法と共に利用した。これはマルコフ連鎖モンテカルロ法の改良アルゴリズムであり、局所的最小値の罠を回避し、初期パラメータに起因する恣意性を排除することを目的としている。このモデルを、幅広い Mg、Fe、Ca 組成 (固溶体) を持つ 31 個の合成単斜輝石サンプルの可視から近赤外の反射スペクトルに適用しました。従来の MGM 分析に基づく以前の研究と一致する結果が得られました。これは、交換モンテカルロ法が、純粋に観測データに基づく従来の MGM 分析と一致する結果を生成できることを示唆しています。また、高 Ca 輝石サンプルの 1 μm 吸収帯の中心波長は、Fe/Mg 成分に線形依存していることもわかりました。1 μm と 2 μm の吸収帯は両方とも、中心波長、Ca および Fe 成分の 3 次元空間で近似線に沿っているようです。交換モンテカルロ法を幅広い単斜輝石に適用することに成功すれば、特に鉱物学の事前情報に頼ることができないさまざまな宇宙/地上観測に MGM の適用範囲を広げられる可能性があります。