研究分野
岩石学・地球化学・地殻流体科学
研究内容
地震波観測やGPSなど地下の観測技術の進んだ現代ほど，人類が大地の変動を実感している時代はありません．地震，火山，鉱床，地熱資源．CO2岩石固定，沈み込み帯に住む我々には大地の変動と恵みがもたらされます．こうした地殻現象を予測したり，活用したりして人類が持続可能な社会を築くためには，この地球内部の変動を理解し予測する，動的な現象を扱うことができる新たな地球物質科学・地質学・岩石学が必要です．
いま，地球内部で，あるいは日本列島の地下でなにが起きているのか？我々はそれを理解・予測し，活用することができるのか？ 岩石を様々な方法で観察・分析するとその答えが見えてきます．野外地質調査，化学分析，水熱反応実験，数値シミュレーション，統計・機械学習を駆使して，地殻内の反応―水理―破壊現象を明らかにしてゆきます．
具体的な研究は，地震発生帯の反応と破壊から二酸化炭素鉱物固定，超臨界地熱資源の開発まで多岐に渡りますが，いずれも「岩石と流体の反応」がキーです．地球表層から地殻深部までの様々な温度圧力条件の岩石―流体反応・破壊・流体流動の知見を有機的に統合して，地球内部の動的な岩石ー流体相互作用の予測が可能な未来を築いていきます．
・高温変成帯（東南極セール・ロンダ―ネ山地）の岩石―流体反応帯の反応輸送解析による，流体に起因する地殻破壊プロセスの解明
・高圧変成岩（三波川変成帯）の地球化学分析と機械学習解析による沈み込み帯のシリカ移動量とシーリング過程の解明
・高温高圧反応透水実験による炭酸塩化反応や吸水反応などの体積膨張反応の加速過程の解明
・超臨界地熱資源の賦存形態と形成過程の解明
主要論文・著書
1. Uno, M., Koyanagawa, K., Kasahara, H., Okamoto, A., Tsuchiya, N., 2022. Volatile-consuming reactions fracture rocks and self-accelerate fluid flow in the lithosphere. Proceedings of the National Academy of Sciences 119, e2110776118.
2. Uno, M., Okamoto, A., Akatsuka, T., Tsuchiya, N., 2023. Continuous thermal structures of the present-day and contact-metamorphic geothermal systems revealed by drill cuttings in the Kakkonda geothermal field, Japan. Geothermics 115, 102806.
3. Mindaleva, D., Uno, M., Tsuchiya, N., 2023. Short‐lived and voluminous fluid‐flow in a single fracture related to seismic events in the middle crust. Geophysical Research Letters 50, e2022GL099892.
4. Matsuno, S., Uno, M., Okamoto, A., Tsuchiya, N., 2022. Machine‑learning techniques for quantifying the protolith composition and mass transfer history of metabasalt. Scientific Reports 12, 1385.
5. Uno, M., Kirby, S., 2019. Evidence for multiple stages of serpentinization from the mantle through the crust in the Redwood City Serpentinite mélange along the San Andreas Fault in California. Lithos 334–335, 276–292.
6. Uno, M., Iwamori, H., Toriumi, M., 2015. Transition from dehydration to hydration during exhumation of the Sanbagawa metamorphic belt, Japan, revealed by the continuous P–T path recorded in garnet and amphibole zoning. Contributions to Mineralogy and Petrology 170, 33.
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