【河川の化学浸食と物理浸食の関係を、質量収支を基に検討】
【コンゴ盆地の機械的浸食速度は8トン/km2/年、化学的浸食速度は5トン/km2/年、大気中CO2の消費速度は51×103
mol/km2/年】
『Abstract
Rivers carry the products of continental denudation either
in a dissolved form (chemical erosion) or in a solid form
(physical erosion). We focus in this paper on the relationship
between physical erosion and chemical erosion. We
establish the mass budget of the Congo Basin Rivers using
chemical complementarities between river suspended sediments,
sandy bedload, and dissolved load of the Congo Basin rivers reported
in a previous paper (Dupre（eの頭に´） et al.,
1995). A series of equations are presented, assuming that the
physical and chemical erosion processes are in a steady
state during one year. The total mass of river-borne
material (dissolved and particulate) transported in the river
over a given period of time should balance the mass of
upper continental crust eroded during this time.
We show that the local continental crust on each drainage basin
can be estimated and solve our steady-state weathering model
using an inversion procedure. The very good agreement between
modelled and measured values of the river-suspended sediment concentrations
validates the steady-state hypothesis in this wet tropical
area. Consequently, in this area, the sediment yield provide a
good estimate of the rates of mechanical denudation. This
result also validates the calculation of the chemical and isotopic
composition of the local continental upper crust using the bulk
river load. Erosion rates for the silicate upper crust
and thus independent of the lithological variability (silicates,
evaporites, and carbonates) of the drainage basins are calculated.
Mechanical erosion rates and chemical erosion rates
for the Congo Basin at Brazzaville are 8 t/km2/y and
5 t/km2/y. The corresponding consumption of atmospheric
CO2 by weathering process is estimated
to 51×103 mol/km2/y. These weathering
and consumption rates are low in spite of the severity of
the weathering conditions, of the high soil temperature,
and of the intensity of precipitations. These conclusions indicate
the limiting influence the dynamic equilibrium of soils for silicate
weathering. Finally, by estimating the local continental crust
chemical composition before the onset of erosion processes,
especially for the most soluble elements, we can test the model
of Taylor and McLennan.』
『要旨
河川は、大陸で削剥した産物を、溶解した形（化学浸食）あるいは固体の形（物理浸食）でのいずれかで運搬する。我々は本論文で物理浸食と化学浸食の関係を取り扱う。我々は以前の論文で報告した（Dupre（eの頭に´） et al., 1995）、コンゴ盆地流域における河川浮流量と砂質掃流量と溶流量の間の化学的な同源的関係を用いて、コンゴ盆地の河川の質量収支を確立している。物理浸食と化学浸食の過程は一年を通じて定常状態にあると仮定して、一連の式が与えられる。一定期間に河川で運搬される河川で生成した物質（溶存物および固体粒子）の全質量は、この期間に浸食された上部大陸地殻の質量とバランスするはずである。
我々はそれぞれの流域における小地域の大陸地殻を見積もることができることを示し、そして逆問題法を用いて我々の定常状態風化モデルを解いている。河川懸濁物濃度のモデルによる値と測定値とが非常によく一致するのは、この湿潤な熱帯地域で定常状態の仮定が根拠のあることを示す。したがって、この地域では、浮流量は機械的削剥速度のよい見積もりを与える。この結果はまた、全河川流量を用いた小地域の上部大陸地殻の化学組成と同位体組成の計算に、根拠を与えている。珪酸塩からなる上部地殻の浸食速度は、流域の岩石相の変動（珪酸塩、蒸発岩、炭酸塩）に関係なく、計算できる。コンゴ盆地のブラザビルでの機械的浸食速度と化学的浸食速度は8
t/km2/年と 5 t/km2/年である。風化過程による大気中 CO2 の相当する消費量は、51×103 mol/km2/年と見積もられる。高い土壌温度および激しい強度の降水量というような風化条件の過酷さにもかかわらず、これらの風化速度と消費速度は低い。土壌の動的な平衡は珪酸塩風化に対して限られた影響しかもたないことを、これらの結論は示している。最後に、浸食過程が始まる前の小地域の大陸地殻化学組成を、とりわけ最も可溶性の元素について、見積もることにより、我々はTaylor
and McLennanのモデルを検証できる。』
1. Introduction
2. Study area and previous work
3. The steady-state model of weathering
3.1. Basic assumptions
3.2. Mass balance equations and corrections from the recycling
of sedimentary rocks
3.3. Simplifications
4. Solving the model equations by an inverse method
4.1. A priori river material chemical ratios: Partitioning
of elements during weathering
4.2. A priori crustal ratios
5. Results
5.1. Efficiency of the inversion procedure and strength of
the model equations
5.2. Erosion parameters
5.3. A posterior crustal ratios
5.4. Sands
6. Discussion
6.1. Steady state
6.2. Erosion rates and fluxes
6.3. CO2 consumption
6.4. Residence time of soils and weathering
6.5. Continental crust composition
7. Conclusion
Acknowledgments
References