Matmon et al.(2003)による〔『Erosion of an ancient mountain range, the Great Smoky Mountains, North Carolina and Tennessee』(817p)から〕

『North Carolina州とTennessee州に属するGreat Smoky Mountainsにおける古山脈の浸食』


Abstract
 Analysis of 10Be and 26Al in bedrock (n=10), colluvium (n=5 including grain size splits), and alluvial sediments (n=59 including grain size splits), coupled with field observations and GIS analysis, suggest that erosion rates in the Great Smoky Mountains are controlled by subsurface bedrock erosion and diffusive slope processes. The results indicate rapid alluvial transport, minimal alluvial storage, and suggest that most of the cosmogenic nuclide inventory in sediments is accumulated while they are eroding from bedrock and traveling down hill slopes.
 Spatially homogeneous erosion rates of 25 - 30 mm Ky-1 are calculated throughout the Great Smoky Mountains using measured concentrations of cosmogenic 10Be and 26Al in quartz separated from alluvial sediment. 10Be and 26Al concentrations in sediments collected from headwater tributaries that have no upstream samples (n=18) are consistent with an average erosion rate of 28 ± 8 mm Ky-1, similar to that of the outlet rivers (n=16, 24 ± 6 mm Ky-1), which carry most of the sediment out of the mountain range.
 Grain-size-specific analysis of 6 alluvial sediment samples shows higher nuclide concentrations in smaller grain sizes than in larger ones. The difference in concentrations arises from the large elevation distribution of the source of the smaller grains compared with the narrow and relatively low source elevation of the large grains. Large sandstone clasts disaggregate into sand-size grains rapidly during weathering and downslope transport; thus, only clasts from the lower parts of slopes reach the streams. 26Al/10Be ratios do not suggest significant burial periods for our samples. However, alluvial samples have lower 26Al/10Be ratios than bedrock and colluvial samples, a trend consistent with a longer integrated cosmic ray exposure history that includes periods of burial during down-slope transport.
 The results confirm some of the basic ideas embedded in Davis' geographic cycle model, such as the reduction of relief through slope processes, and of Hack's dynamic equilibrium model such as the similarity of erosion rates across different lithologies. Comparing cosmogenic nuclide data with other measured and calculated erosion rates for the Appalachians, we conclude that rates of erosion, integrated over varying time periods from decades to a hundred million years are similar, the result of equilibrium between erosion and isostatic uplift in the southern Appalachian Mountains.』

『野外観察とGIS解析と組み合わせた、基盤岩(n=10)、崩積層(粒径が分離したものを含むn=5)、および沖積層堆積物(粒径が分離したものを含むn=59)中の10Beと26Alの分析から、Great Smoky山脈の浸食速度は地下基盤岩浸食と拡散斜面過程によりコントロールされることが示される。結果は、急速な沖積層運搬と最小限の沖積層貯留を示し、堆積物中の宇宙線源核種の詳細な記録からは、それらが基盤岩から浸食され丘の斜面を下って移動する間に集積されていることを示している。
 空間的に均質な浸食速度25〜30 mm/1000年が、沖積堆積物から分離した石英の宇宙線源10Beと26Alの測定した濃度を用いて、Great Smoky山脈全体について計算されている。上流の試料(n=18)を含まない支流源流からの採取された堆積物中の10Beと26Al濃度は、28 ± 8 mm/1000年という平均浸食速度に一致し、山脈から堆積物の大部分を運び去る流出河川の値(n=16、24 ± 6 mm/1000年)に類似する。
 6つの沖積堆積物試料の粒径特定分析から、大きい粒径よりも小さい粒径で核種濃度が大きいことが示される。濃度の差は、大きい粒子の供給源が狭くて比較的低い標高であるのと比べて、小さい粒子の供給源が高い標高に分布することから生じている。大きな砂岩砕屑片は、風化および下り坂の運搬の間に急速に砂の大きさの粒子に分解される;したがって、斜面の下部からの砕屑片だけが河川に達する。26Al/10Be比は我々の試料では重要な埋没期間を示さない。しかし、沖積試料は基盤岩と崩積試料よりも低い26Al/10Be比をもち、斜面を下る運搬の間の埋没期間を含んだ宇宙線露出の統合された長い履歴と調和的な傾向をもつ。
 結果は、斜面過程を通じた起伏の減少のようなDavisの地理循環モデルおよび、異なる岩相にわたる浸食速度の類似性のようなHackの動的平衡モデルに組み込まれた基本的な考えのいくつかを確認している。アパラチア山脈に対する他の測定および計算浸食速度と宇宙線源核種データを比較することで、我々は、数千万年〜一億年の変動する期間にわたって統合された浸食速度は、アパラチア山脈南部における浸食とアイソスタシーによる隆起間の平衡の結果と類似すると結論する。』

Introduction
Background
 The Great Smoky Mountains
  Physiography
  Structural and bedrock control of drainage systems
  Bedrock and surface morphology
  Surface processes
 Cosmogenic nuclides in erosion studies
Method
 Sample collection
  Exposed bedrock
  Colluvium
  Alluvium
 Isotopic analysis
 Morphometry
Data
 Cosmogenic results
  Bedrock samples
  Colluvium samples
  Sediment samples
  26Al to 10Be ratios
  Grain size test
 Morphometric results
  Longitudinal profiles
  GIS analysis
Discussion
 Erosion rates
  Bedrock and adjacent colluvium
  Alluvium
 Sediment sources and slope transport
 Influence of landscape scale parameters on 10Be concentrations and erosion rates
 Implications for large-scale landscape development models of the Appalachian Mountains
 Erosion over time
Conclusions
Acknowledgments
References


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