【GENESIS（v.1.02）気候モデルを用いた流出量の予想値から、中生代と新生代の化学浸食速度を計算】

『Abstract
　We utilize predictions of runoff from two series of GENESIS (version 1.02) climate model experiments to calculate chemical erosion rates for 12 time slices that span the Mesozoic and Cenozoic. A set of “control” experiments where geography is altered according to published paleogeographic reconstructions and atmospheric pCO2 is held fixed at the present-day value was designed to elucidate climate sensitivity to geography alone. A second series of experiments, where the (elevated) atmospheric CO2 level for each time slice was adapted from Berner (1991), was executed to determine the additional climate sensitivity to this parameter. By holding other climate forcing factors (for example, vegetation) constant throughout the sequence of experiments we evaluate the effects of systematic/coherent paleogeographic changes on runoff and temperature, and thus on global rates of chemical weathering.
　By using empirical relationships between runoff and bicarbonate fluxes for different rock types and maps of paleogeology we calculate global bicarbonate fluxes, taking into account spatial variations in lithology and hydrology. The climate model predicts that many regions experienced dramatic changes in runoff (for example, from wet to very arid) since the Early Triassic. In general, the supercontinent (Pangean) paleogeographic regime was driest, times of dispersed continents (Tethyan regime) wettest, and the modern geography intermediate. Total bicarbonate fluxes, as well as those from silicate mineral weathering only, closely parallel these trends.
　We find that spatial variations in lithology account for little variation in the total or silicate chemical erosion rates. In contrast, changes in hydrology due to differences in paleogeography are significant and are the main clear trend in our results. Here we also add an Arrhenius-type temperature dependency that modifies the runoff-determined fluxes for each rock type. High activation energies for the weathering reactions substantially increase absolute values, but we find that the ratio between the flux for a particular time slice and the Present Day remains very similar for different temperature dependencies, following the paleogeographic-controlled trend in runoff.
　Our calculations suggest a weaker-than-expected CO2-climate weathering feedback.. The reasonable atmospheric pCO2 variations specified for the climate-model simulations do not lead to climatic effects that support large changes in the chemical erosion rate, compared to those generated by changing paleogeography. In general, however, we find that silicate weathering rates are similar to outgassing rates of volcanic and metamorphic CO2. Times of supercontinental stasis represent low outgassing but also high aridity due to extreme continentality and thus low chemical erosion fluxes. In contrast, times of continental dispersion represent high outgassing as well as high runoff (and fluxes) due to increased proximity to moisture sources. Where a mismatch occurs, particularly in the case of the early to mid-Cretaceous, we infer higher CO2 levels than those used in our GCM simulations to balance the carbon cycle.』

『要旨
　中生代と新生代の期間を12の時間断面で切って化学浸食速度を計算するために、2つのシリーズのGENESIS（バージョン1.02）気候モデル実験からの流出量の予想値を、我々は利用している。従来報告されている古地理の復元結果にしたがって変更された地理および現在の値に固定された大気pCO2を用いた一組の『コントロール』実験が、地理だけに対する気候の感度を明らかにするために計画された。二番目のシリーズの実験は、各時間断面に対する（上昇した）大気CO2レベルはBerner(1991)の結果を適用したものであるが、加わったこの要因にたいする気候の感度を決定することを行った。一連の実験の全体を通じて他の気候を決定する要因（例えば、植生）を一定に保つことで、我々は流出量と温度に対する系統的/コヒーレントな（干渉性の）古地理変化の影響および、その結果である世界の化学風化速度への影響を評価している。
　古地質の異なる岩石タイプと地図について、流出量と重炭酸塩フラックス間の経験的な関係を用いて、我々は岩石相と水文の空間的な変動を考慮して、世界の重炭酸フラックスを計算している。気候モデルは、三畳紀前期以来、多くの地域が流出量の劇的な変化（例えば、湿潤から極乾燥まで）を経験していることを予想している。一般に、超大陸（パンゲア）の古地理の時期では最も乾燥しており、大陸が分散している時期（テチス期）では最も湿潤で、現在の地理ではその中間である。全重炭酸塩フラックスは、珪酸塩鉱物風化のみからのものと同様に、これらの傾向に密接に沿っている。
　岩石相の空間的変動は、全あるいは珪酸塩化学浸食速度にほとんど変動を起こさないことを我々は知った。対照的に、古地理の違いによる水文の変化は重大で、我々の結果において主要で明白は傾向を示す。ここで我々は、各岩石タイプに対する流出量により決定されたフラックスを修正するアレニウス型の温度依存性も加えた。風化反応に対する高い活性化エネルギーは、十分に絶対値を増加させるが、しかし我々は、ある時間断面と現在のフラックス間の比は異なる温度依存性に対して非常に類似したままであり、古地理によりコントロールされた流出量における傾向を生じることを知った。
　我々の計算は、予想よりも弱いCO2の気候風化フィードバックを示している。気候モデル・シミュレーションに指定された妥当な大気pCO2変動は、古地理の変化によって生じるものと比べて大きな化学浸食速度変化を支持するような気候の影響を導かない。しかし、一般に、珪酸塩風化速度は火山および変成作用からのCO2の脱ガス速度に類似することを我々は知った。超大陸が安定な状態の時期は、脱ガスは低く、極端な大陸的特徴のため激しく乾燥し、したがって化学浸食フラックスは低い。対照的に、大陸が分散した時期は、水分の源に接近することで、流出量（およびフラックス）が大きい上に脱ガスも大きい。不適当な組合せが起こるところでは、とくに白亜紀前期〜中期の場合には、炭素循環をバランスさせるために我々のGCMシミュレーションで用いたものよりも高いCO2を我々は推測した。』

Introduction
Approach and methodology
　Controls on chemical weathering and climate-weathering feedbacks
　Calculation of climate and lithology-controlled weathering rates
　Incorporating a temperature component
　Deriving paleogeologic maps
　Climate model descriptions
　Boundary conditions for climate model experiments
　Calculating global bicarbonate fluxes
Results
　Model runoff
　Calculated bicarbonate fluxes
　　Control runs at present-day atmospheric pCO2
　　Runs at elevated atmospheric pCO2
　　Runs incorporating a temperature dependency
Discussion
Conclusions
Acknowledgments
References