【デカン・トラップの浸食が地球の気候と海水のSr同位体比に与える影響を、河川水の化学的性質から検討】
【f = Rf×Co exp〔(-Ea/R)[(1/T)-(1/298)]、ここで f はCO2 の消費速度(mol/km²/yr), Rf は流出量(mm/yr), Co は定数(= 1764 μmol/l), Ea は玄武岩風化の見かけの活性化エネルギー(42.3 kJ/mol ；本研究で決定), R はガス定数、T は絶対温度(K)】

『Abstract
　The impact of the Deccan Traps on chemical weathering and atmospheric CO2 consumption on Earth is evaluated based on the study of major elements, strontium and ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr isotopic ratios of the main rivers flowing through the traps, using a numerical model which describes the coupled evolution of the chemical cycles of carbon, alkalinity and strontium and allows one to compute the variations in atmospheric pCO2, mean global temperature and the ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr isotopic ratio of seawater, in response to Deccan trap emplacement. The results suggest that the rate of chemical weathering of Deccan Traps (21-63 t/km²/yr) and associated atmospheric CO2 consumption (0.58-2.54×10⁶ mol C/km²/yr) are relatively high compared to those linked to other basaltic regions. Our results on the Deccan and available data from other basaltic regions show that runoff and temperature are the two main parameters which control the rate of CO2 consumption during weathering of basalts, according to the relationship:

f = Rf×Co exp〔(-Ea/R)[(1/T)-(1/298)]〕

where f is the specific CO2 consumption rate (mol/km²/yr), Rf is runoff (mm/yr), Co is a constant (= 1764 μmol/l), Ea represents an apparent activation energy for basalt weathering (with a value of 42.3 kJ/mol determined in the present study), R is the gas constant and T is the absolute temperature (゜K). Modelling results show that emplacement and weathering of Deccan Traps basalts played an important role in the geochemical cycles of carbon and strontium. In particular, the traps led to a change in weathering rate of both carbonates and silicates, in carbonate deposition on seafloor, in Sr isotopic composition of the riverine flux and hence a change in marine Sr isotopic composition. As a result, Deccan Traps emplacement was responsible for a strong increase of atmospheric pCO2 by 1050 ppmv followed by a new steady-state pCO2 lower than that in pre-Deccan times by 57 ppmv, implying that pre-industrial atmospheric pCO2 would have been 20％ higher in the absence of Deccan basalts. pCO2 evolution was accompanied by a rapid warming of 4゜C, followed after 1 Myr by a global cooling of 0.55゜C. During the warming phase, continental silicate weathering is increased globally. Since weathering of continental silicate rocks provides radiogenic Sr to the ocean, the model predicts a peak in the ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratio of seawater following the Deccan Traps emplacement. The amplitude and duration of this spike in the Sr isotopic signal are comparable to those observed at the Cretaceous-Tertiary boundary. The results of this study demonstrate the important control exerted by the emplacement and weathering of large basaltic provinces on the geochemical and climatic changes on Earth.

Keywords: erosion; rivers; geochemistry; Sr-87/Sr-86; Deccan Traps; Global change; weathering; paleoclimatology; K-T boundary』

『要旨
　地球上での化学風化と大気CO2消費に対するデカン・トラップの影響が、トラップを流れる主要な河川の主要元素、ストロンチウム、そして⁸⁷Sr/⁸⁶Sr同位体比の、数値モデルを用いた研究に基づいて評価されており、数値モデルは、デカン・トラップの貫入に対応している、炭素、アルカリ度、そしてストロンチウムの化学的循環の連結した進化を記述し、大気pCO2、世界平均温度、そして海水の⁸⁷Sr/⁸⁶Sr同位体比の変動を計算することができるものである。その結果は、デカン・トラップの化学風化速度（21〜63 t/km²/年）およびそれに伴う大気CO2消費（0.58〜2.54×10⁶ mol C/km²/年）は、他の玄武岩地域と関連した場合と比べて相対的に高いことを示す。デカンについての我々のデータならびに他の玄武岩地域からの有用なデータから、流出量と温度は、次式の関係に従い、玄武岩の風化の間にCO2消費速度をコントロールする2大要因であることを示す：
f = Rf×Co exp〔(-Ea/R)[(1/T)-(1/298)]〕
ここで、fはCO2消費速度（mol/km²/年）、Rfは流出量（mm/年）、Co は定数（＝1764μmol/l）、Eaは玄武岩風化に対する見かけの活性化エネルギー（本研究で決定された42.3kJ/molの値をもつ）、Rはガス定数、そしてTは絶対温度（K）である。モデル化の結果は、デカン・トラップの貫入と風化は炭素とストロンチウムの地球化学循環に重要な役割を演じたことを示す。とくに、炭酸塩と珪酸塩の両方の風化速度、海底への炭酸塩の堆積、河川によるフラックスのSr同位体組成、そしてその結果海洋のSr同位体組成に、トラップは変化をもたらしている。その結果、デカン・トラップの貫入が、1050ppmvという大気pCO2の大きな上昇の原因であったが、その後デカン貫入前の57ppmvよりも低い新たな定常状態のpCO2になるが、産業化以前の大気pCO2はデカン玄武岩が存在しない場合よりも20%高かったであろうことを意味している。pCO2の進化は、4℃という急速な温暖化とそれに続いて100万年後に0.55℃という世界的寒冷化を伴った。温暖化の間、大陸の珪酸塩風化は世界的に増加している。大陸の珪酸塩岩の風化は海洋に放射性ストロンチウムを供給するので、モデルはデカン・トラップ貫入に続いて海水の⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比にピークが生じることを予想している。このストロンチウム同位体の信号のスパイクの大きさと期間は白亜紀−第三紀境界で観察されるものと比較できる。本研究の結果は、地球の地球化学的ならびに気候学的変化に対して、大規模な玄武岩区の貫入と風化が、重要なコントロールを行うことを示している。』

1. Introduction
2. General setting of Deccan Traps
3. Field and laboratory techniques
　3.1. Sampling
　3.2. Analyses
4. Results
5. Chemical weathering rates and isotopic chemistry of Sr
　5.1. Chemical weathering rates
　5.2. Flux of strontium and ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr isotopic ratios
6. Atmospheric CO2 consumption by chemical weathering
7. Effect of Deccan Traps emplacement on climate and chemistry of oceans
　7.1. Model description
　7.2. Results
　　7.2.1. Reference simulation
　　7.2.2. Test simulations
　　7.2.3. Comparison between results of model and marine sediment records
8. Conclusion
Acknowledgements
References