「地圏構成物質」

地圏は岩石と流体から成り立っており，地圏環境はこの岩石と流体、それぞれの個性と、それらの相互作用の相乗効果によって形成されます。

地圏環境の変遷を、長い時間の地質学的スパンと人間的な時間経過の双方のセンスから追跡し、地球（地圏）環境の現状と将来像、そして人間活動について研究しています。

また、地球と共生するための、地球と人類とのよりよき関係を物質科学的な観点から追求します。

細分化された地質学や岩石学の枠にとらわれずに、地球を構成する物質、特に地圏（地殻とその周囲）を構成する岩石と流体の相互作用を中心に、あらたな地球物質科学の創出に取り組んでいます．

「地圏環境」　地圏環境の評価，保全と利用

当研究室では，土壌，河川水などの地圏環境情報を統合化し，地圏環境のリスクマネジメントに活用する研究を進めています．

◎土壌環境

土壌中のヒ素および重金属類の挙動を求め，適切な環境保全の方法を提案する．

◎河川環境

特に鉱山廃水の河川環境に及ぼす影響を評価し，自然由来と人工由来の汚染の評価と対策を示す．

◎人工鉱床

温泉誌からレアメタルなどの有用金属の回収に関する研究を進めています．

「地殻エネルギー」

地球は一つの熱機関です。地球の持つエネルギーを持続的かつ効率的に抽出・利用するエネルギーシステムについて研究を進めています。

地熱エネルギー、火山エネルギー、地震エネルギーなどの地球のエネルギー移動の実態把握とモデル化、利用システムなど、地球科学に根ざした地球のエネルギーの利用についての研究を進めています。

「地熱エネルギー」　地熱エネルギーの探査と利用

東北地方には膨大でかつ良質の地熱エネルギーが賦存しています．

当研究室では，地質学的，岩石学的，地球化学的な手法を用いて，地熱エネルギーの探査手法の開発を進めるとともに，地熱エネルギーの利用に関する未来技術の創出に取り組んでいます．

◎地熱探査と開発

・熱発光を用いた地熱熱源位置の推定

地温変化に鋭敏な鉱物の熱発光現象を捉えて，地熱地域の熱源の位置と規模，推移を探査する．

・地熱変質帯調査

地熱徴候活きにおける岩石と水の相互作用から，地熱流体宇野温度や化学的性質を推定する．

・シリカスケール

地熱貯留層および孔井，地上設備内のシリカスケールの析出予測

◎地熱未来技術

・超臨界地熱貯留層の開発

水の臨界点（374℃，22MPa）をを越える超臨界状態の地熱環境の開発．

超臨界状態では，エンタルピーが高く，効率のよいエネルギー開発が行える．またシリカスケールの析出が抑制される．

・ジオリアクター（地下反応器）

地熱を電気エネルギーだけでなく，熱エネルギーとして利用し，反応器を設置して持続的な化学反応システムを開発しています．

・イオウ循環を用いた水素製造システム

・バイオマスを用いた水素製造システム

・二酸化炭素の他有機物への転換

地殻流体は、温度と圧力の上昇とともに、亜臨界領域から超臨界領域に移行します。この超臨界状態では、亜臨界とは異なるさまざまな地球化学現象が生じることが予測されています。

亜臨界から超臨界に至る広い範囲の地殻流体のさまざまな性質解明の研究を進めています。

地殻内の流体を理解するためには、流体そのもののキャラクタリゼーションと、流体が地殻内で移動する「場」のキャラクタリゼーションの両方が必要です。

流体そのものは流体包有物の検討を中心に、また移動場と移動現象については、岩石き裂ネットワークのフラクタル性や、間隙構造、および流体移動シミュレーションにより、新たな学問分野「地殻流体科学：Geofluid Science」の創出と体系化を進めています。