【ハワイ島の亜乾燥海岸地域で、塩基の起源（降水、海塩粒子、玄武岩風化）をSr同位体により検討】

『Abstract
　Soil nutrients such as Ca, Mg, and K are traditionally thought to be derived primarily from rock weathering. Here we show that sea spray is a significant source of nutrient elements to modern and buried soils developed on <30,000-year-old Pahala Ash deposits 50 m from the coast at South Point, Hawaii. The soil profiles evolved in a semi-arid climate and have always been above sea level and the water table. Rhizoliths (fossilized root traces) and horizontal laminated carbonates sheets found in buried soils are composed of high-Mg calcite (up to 14 mol％ MgCO3). Differences in strontium isotopic composition between marine aerosols (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr = 0.7092) and tephra parent material (〜0.7035) allow quantification of cation sources to the labile soil reservoir and to pedogenic carbonate. Mixing equations indicate that 50-80％ of labile soil Sr and approximately half of carbonate Sr was derived from marine sources. Using the Sr isotopic signatures and Sr/Ca ratios of seawater and tephra as end members, we determined that up to 2/3 of the Ca in the labile reservoir and up to 1/3 of Ca in the carbonates has a marine origin. Carbonate ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios are fairly constant with depth, but labile ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios indicate decreasing sea spray aerosol influence with depth. This trend could be due either to sequestering of aerosol-derived Sr in the upper part of the profile or to lower aerosol input in the past due to lower sea level. The unusual occurrence of high-Mg pedogenic calcite probably results from high labile Mg/Ca ratios during earlier stages of weathering, coupled with rapid calcite precipitation during soil pore water evaporation.

Keywords: Carbonate; Soil; Weathering; Aerosol; Sr isotopes; Marine』

『要旨
　Ca・Mg・Kのような土壌栄養塩は、伝統的に主に岩石風化に由来すると考えられている。ここで我々は、ハワイのSouth Pointの海岸から50mの所に位置する〜3万年前のPahala Ash堆積物上に発達した現在および過去に埋没した土壌に対して、海水のしぶきが栄養塩の元素の重要な起源であることを示している。半乾燥気候に発達した土壌断面は、常に海水準および地下水面上にあった。埋没土壌にみられるrhizolith（根岩：化石化した根の跡がみられる）と水平薄層状の炭酸塩層は、高マグネシウム方解石（14 mol％ MgCO3まで）からなる。海洋エーロゾル（⁸⁷Sr/⁸⁶Sr = 0.7092）とテフラの母材（〜0.7035）のストロンチウム同位体組成の違いから、不安定な土壌リザーバおよび土壌生成炭酸塩に対して陽イオンの起源を定量化することが可能である。混合式は、不安定な土壌中のSrの50〜80％そして炭酸塩中のSrのほぼ半分が海洋からもたらされたことを示す。端成分として海水およびテフラのストロンチウム同位体の特徴とSr/Ca比を用いて、不安定な土壌リザーバの中のCaの2/3まで、そして炭酸塩中のCaの1/3までが海洋起源であることを、我々は決定した。炭酸塩の⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比は深さに対してかなり一定であるが、不安定な土壌の⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比は、海水のしぶきからのエーロゾルの影響は深さとともに減少することを示す。この傾向は、土壌断面の上部にエーロゾル由来のSrが集まること、あるいは過去のエーロゾルのインプットは海水準が低かったために低いこと、のどちらかによるであろう。珍しい高マグネシウム土壌方解石の生成は、孔隙水の蒸発の間の急速な方解石の沈殿と関連した、風化の初期段階における非常に不安定なMg/Ca比からおそらく起こっている。』

1. Introduction
2. Background
　2.1. Marine aerosols as a source of cations to soils
　2.2. Strontium isotopes as ecosystem tracers
　2.3. Sources of strontium to South Point soils
3. Site description
4. Methods
　4.1. Sample collection
　4.2. Sample preparation and analysis
5. Results
　5.1. Carbonate mineralogy
　5.2. Cation ratios
　5.3. Strontium isotope ratios
6. Discussion
7. Conclusions
Acknowledgements
References