Dowling et al.(2003)による〔『The groundwater geochemistry of the Bengal Basin: Weathering, chemsorption, and trace metal flux to the oceans』(2117p)から〕

『ベンガル盆地の地下水の地球化学的性質:風化、化学吸着、および海洋への金属フラックス』


Abstract
 Sixty-eight groundwater samples from the Ganges-Brahmaputra floodplain in the Bengal Basin were analyzed to assess the groundwater geochemistry, the subsurface hydrology, the buffering effects of sediments on trace metal concentrations and their isotopic compositions, and the magnitude of the subsurface trace element flux to the Bay of Bengal and to the global oceans. Samples obtained from depths of 10 to 350 m were measured for major and trace elements, dissolved gas, and tritium. On the basis of the 3He/3H ages, the groundwater at depth (30-150 m) appears to be continually replenished, indicating that this recharge of groundwater to depth must ultimately be balanced by a significant quantity of submarine discharge into the Bay of Bengal. Using the 3He/3H groundwater age-depth relationship to calculate a recharge rate of 60±20 cm/yr, we estimate a subsurface discharge into the Bay of Bengal of 1.5±0.5×1011 m3/yr, or 15% of the surface Ganges-Brahmapura river (GBR) flux. Several trace elements, especially Sr and Ba, display elevated concentrations averaging 7 to 9 times the surface GBR water values. The submarine groundwater fluxes of Sr and Ba to the oceans are 8.2±2×108 and 1.5±0.3×108 mol/yr, or 3.3 and 1.2%, respectively, of the world total, or equal to the surface GBR Sr and Ba estimated fluxes. Our groundwater flux for Ba agrees with the estimate of Moore (1997)(3×108 - 3×109 mol/yr), on the basis of measured Ba and Ra excesses in the Bay of Bengal. Other trace metals, such as U and Mo, are at low but measurable levels and are not major contributors to the global flux in this river system. A comparison of the Sr and Ba concentrations, plus 87Sr/86Sr ratios in groundwater to the oxalate extractable fractions of a coastal sediment core, suggests that weathering of carbonates and minor silicates, coupled with cation exchange plus adsorption and desorption reactions, controls the trace element concentrations and 87Sr/86Sr isotopic compositions in both the groundwater and river water. Our data also imply that other coastal floodplains (e.g., the Mekong and the Irrawaddy rivers) that have high precipitation rates and rapid accumulation of immature sediments are likely to make significant contributions to the global oceanic trace metal budgets and have an impact on the Sr isotopic evolution in seawater.』

『ベンガル湾のガンジス−ブラーマプトラ氾濫原からの68試料が、地下水の地球化学的性質、地下の水文状況、微量金属濃度とそれらの同位体組成に対する堆積物の緩衝効果、およびベンガル湾および世界的な海洋への地下微量元素フラックスの大きさを評価するために分析された。10〜350mの深さから得られた試料は、主要および微量元素、溶存ガス、およびトリチウム(三重水素)が測定された。3He/3H年代を基にすると、深部(30〜150m)の地下水は連続的に補充されているように思われ、深部へのこの地下水の再補給量は最終的にはベンガル湾への海底流出によるかなりの量ととバランスしなければならないことが示される。3He/3H地下水年代−深さの相関を用いて60±20cm/年という再補給速度を計算し、我々はベンガル湾への地下流出量を1.5±0.5×1011 m3/年と、あるいは地表でのガンジス−ブラーマプラ川(GBR)フラックスの15%と見積っている。いくつかの微量元素、とくにSrとBaは、表面GBR水の値より平均して7〜9倍高い濃度を示す。海洋へのSrおよびBaの海底地下水フラックスは、それぞれ8.2±2×108 および1.5±0.3×108モル/年、ないしは世界合計の3.3および1.2%であるか、ないしは表面GBRで見積られたSrとBaのフラックスに等しい。Baについての我々の地下水フラックスは、ベンガル湾で測定されたBaとRaの過剰量を基にしたMoore(1997)(3×108〜3×109モル/年)の見積もりと一致する。UやMoのような、他の微量金属は測定可能なレベルではあるが低濃度であり、この河川系は世界的なフラックスに対して主要な貢献はしない。SrとBa濃度、それに沿岸堆積物中心部のシュウ酸により抽出できる割合に対する地下水中の87Sr/86Sr比の比較からは、炭酸塩および少量の珪酸塩の風化が、陽イオン交換ならびに吸着と脱着反応と結びついて、地下水と河川水の両方の微量元素濃度と87Sr/86Sr同位体組成をコントロールしていることが示される。我々のデータはまた、沈殿速度が速くて未成熟な堆積物の集積が速い他の沿岸氾濫原(例えば、メコンおよびイラワディ川)は、世界的な海洋の微量金属収支に大きな貢献をし、海水のSr同位体の進化に大きな影響を持ちそうだということを示している。』

1. Introduction
2. Geology of the Ganges-Brahmapuptra floodplain
3. Sampling and methodology
4. Results
 4.1. Groundwater ages
 4.2. Groundwater chemistry
 4.3. Sediment data and distribution coefficients
5. Discussion
6. Conclusions
Acknowledgments
References


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