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地球内部の水の循環には、岩石の加水反応と脱水反応が大きな役割を果たしている．これらの反応は，しばしば岩石の破壊を伴いながら進行するが，そのメカニズムはよく分かっていない．本研究では，離散要素法を用いて，岩石の表面反応―流体流動－破壊の複合的なプロセスについてのモデルをつくることに成功した．これを用いて，典型的な累進変成作用（体積減少する脱水反応）と後退変成作用（体積膨張する加水反応）では対称的な亀裂パターンを作り出すこと，その主な要因が固体体積変化による応力の擾乱であることを明らかにした．また，これらのプロセスが，海洋底における蛇紋岩化作用の進行速度を支配することを明らかにした．
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