『Abstract
The chemical composition of the oceans and long-term climate
changes are believed to be linked. Reconstruction of seawater
pH evolution is desirable as pH may be related to atmospheric
pCO2, and hence to climate evolution. Boron
isotopes in oceanic carbonates have been suggested to be a proxy
for oceanic paleo-pH reconstruction. Nevertheless, the calculation
of poleo-pH values over geological periods requires a precise
knowledge of the boron isotopic composition of the oceans when
calcite precipitated. We present the systematics of boron isotopic
composition of the world's main rivers. We deduce a continental
boron flux to the oceans of 38×1010 gB/year with a
mean isotopic composition of + 10‰. These results lead to a balanced
boron budget in the oceans and allow the development of a model
for the marine boron secular evolution over the past 100 Myr.
It is shown that the oceanic boron cycle is mainly controlled
by the boron continenal discharge and the boron uptake from the
oceans during low temperature alteration of oceanic crust. However,
the recent important increase of the clastic sediment supply,
linked to the Himalayan erosion, impacts the oceanic boron budget
by enhancing significantly the boron uptake by adsorption on sediments.
We predict a boron isotopic composition in the oceans lower during
the Cenozoic and slightly higher during the Cretaceous than today.
The modelled values for the marine boron isotopes follow the variations
of boron isotopes in carbonates over the Cenozoic era provided
by previous studies, suggesting that the variations of the seawater
pH may not have been important on this time scale. If this is
the case, it involves that buffering mechanisms occur in the oceans
to maintain seawater pH at a roughly constant value against past
atmospheric pCO2 variations.
Keywords: Boron; Paleo-pH; Cenozoic』
『海洋の化学組成と長期的な気候変化は結びついていると信じられている。海水pHの進化を再現することは、pHが大気pCO2したがって気候の進化に関連しているだろうから必要なことである。海洋の炭酸塩中の硼素同位体は、海洋の古-pH再現のために代用となることが示唆されてきた。それにもかかわらず、地質時代にわたる古-pH値の計算は、方解石が沈殿する時の海洋の硼素同位体組成の正確な知識を必要とする。我々は世界の主要な河川の硼素同位体組成の分類を提供している。我々は、平均同位体組成+10‰をもつ、大陸硼素の海洋へのフラックスを38×1010 gB/年と推定している。これらの結果は、海洋における均衡した硼素収支を導き、過去1億年にわたる海洋硼素の永続的な進化に対するモデルの開発を可能にする。海洋の硼素循環は、主に硼素の大陸からの排出と、海洋地殻の低温変質中の海洋からの硼素取込みによりコントロールされることが示されている。しかし、ヒマラヤの浸食と結びついた、砕屑性堆積物の供給の最近における重要な増加は、堆積物に対する吸着によって硼素取込みをかなり促進させることで海洋硼素収支に大きな影響を与えている。我々は、海洋の硼素同位体組成は、今日よりも新生代に低くて、白亜紀でわずかに高かったと予想している。海洋硼素についてのモデルによる値は、従来の研究により与えられている新生代にわたる炭酸塩中の硼素同位体の変動という結果を生じ、このことは海水pHの変動はこの時間尺度では重要ではなかった可能性を示している。もしそうならば、過去の大気pCO2変動に対してほぼ一定値に海水pHを維持するような緩衝メカニズムが海洋で起こっていることを意味している。』
1. Introduction
2. Methods
3. Boron riverine discharge
4. Discussion
4.1. Boron oceanic budget
4.2. Model for the evolution of seawater boron
4.3. Residence time of boron in the oceans
4.4. Scenario for the evolution of seawater boron
4.5. Sensitivity of the model to boron fluxes
4.6. Implications for seawater paleo-pH and atmospheric pCO2 reconstructions
5. Conclusions
Acknowledgements
References