【世界の大河川により運搬される懸濁物(堆積物)の化学組成が、どのような要因に支配されているかを検討】
『Abstract
This study focuses on the major and trace element composition
of suspended sediments transported by the world's largest
rivers. Its main purpose is to answer the following question:
is the degree of weathering of modern river-borne particles
consistent with the estimated river dissolved loads derived
from silicate weathering?
In agreement with the well known mobility of elements during
weathering of continental rocks, we confirm that river sediments
are systematically depleted in Na, K, Ba with respect to the Upper
Continental Crust. For each of these mobile elements, a systematics
of weathering indexes of river-borne solids is attempted.
A global consistency is found between all these indexes. Important
variations in weathering intensities exist. A clear dependence
of weathering intensities with climate is observed for
the rivers draining mostly lowlands. However, no global correlation
exists between weathering intensities and climatic or relief
parameters because the trend observed for lowlands is obscured
by rivers draining orogenic zones. An inverse correlation between
weathering intensities and suspended sediment concentrations
is observed showing that the regions having the highest rates
of physical denudation produce the least weathered sediments.
Finally, chemical and physical weathering are compared
through the use of a simple steady state model. We show that the
weathering intensities of large river suspended sediments
can only be reconciled with the (silicate-derived) dissolved
load of rivers, by admitting that most of the continental
rocks submitted to weathering in large river basins have already
suffered previous weathering cycles. A simple graphical
method is proposed for calculating the proportion of sedimentary
recycling in large river basins. Finally, even if orogenic
zones produce weakly weathered sediments, we emphasize
the fact that silicate chemical weathering rates (and hence
CO2 consumption rates by silicate weathering) are greatly enhanced
in mountains simply because the sediment yields in orogenic
drainage basins are higher. Hence, the parameters that control
chemical weathering rates would be those that control physical
denudation rates.』
『要旨
本研究は、世界の大河川により運搬される懸濁物の主要元素と微量元素組成に焦点を合わせている。主な目的は次の疑問に答えることである:現在の河川成固体粒子の風化の度合は、珪酸塩風化からもたらされる河川溶流量の見積りと一致するか?
大陸岩石の風化においてよく知られた元素移動の傾向と一致して、上部大陸地殻に関して河川懸濁物からNa・K・Baが体系的に失われることを我々は確かめた。これらの移動性元素のそれぞれについて、河川成固体を風化指数によって体系化する試みを行った。これらの指標のすべてにおいて、世界的な一致が見られた。風化強度には重要な変動がみられる。風化強度の気候に対する明らかな依存性が、ほとんど低地を流れる河川において観察される。しかし、風化強度と気候または起伏の要因との間に世界的な相関は存在しない、というのは低地で観察された傾向は造山帯を流れる河川ではあいまいになるからである。風化強度と懸濁物濃度の間に逆相関が観察され、これは物理削剥速度が最も速い地域は風化した懸濁物が最も少ないことを示している。最後に、化学および物理風化について、簡単な定常状態モデルを用いて比較を行った。大河川の懸濁物の風化強度は、大河川流域で風化を受けた大陸の岩石のほとんどは既に以前の風化サイクルを蒙っているということを認めることで、河川の(珪酸塩に由来する)溶流量だけで満足させることができることを、我々は示している。大河川流域での懸濁物の再循環の割合を計算するために、簡単な図解法を提案している。最後に、たとえ造山帯が風化した懸濁物をあまり生産しなくても、造山帯の流域での懸濁物流量は大きいという単純な理由で、珪酸塩化学風化速度(そして珪酸塩風化によるCO2消費速度)は山地地域で大きく促進されるという事実を我々は強調している。したがって、化学風化速度をコントロールする要因は、物理削剥速度をコントロールする要因であるだろう。』
1. Introduction
2. Origin of data
3. Upper continental crust normalization
4. Elemental weathering indexes and relations between them
5. Relation with environmental factors
6. The steady state of weathering
7. How to reconcile predicted and measured suspended sediment
yields?
8. Silicate weathering rates and CO2 consumption: Climate or relief?
Acknowledgments
References