Riebe et al.(2004)による

Riebe et al.(2004)による〔『Sharp decrease in long-term chemical weathering rates along an altitudinal transect』（421p）から〕

『高度横断面に沿った長期化学風化速度の急減』

『Abstract
　We used cosmogenic nuclide and geochemical mass balance methods to measure long-term rates of chemical weathering and physical erosion across a steep climatic gradient in the Santa Rosa Mountains, Nevada. Our study sites are distributed along a 2 km ridgeline transect that spans 2090 to 2750 m in altitude, and encompasses marked contrasts in both vegetative cover and snow depth, but is underlain by a single, roughly uniform, granodiorite bedrock. Cosmogenic nuclides in colluvial soils reveal that denudation rates vary by less than a factor of 1.4 (104-144 t/km²/yr) along this transect. Bulk elemental analyses indicate that, relative to the parent rock, soils are less intensively weathered with increasing altitude, and show little evidence of weathering-related mass losses near the top of the ridge. Chemical weathering rates decrease rapidly with increasing altitude, both in absolute terms (from 24 to 0 t/km²/yr) and as a fraction of total denudation rates (from 20 to 0 ％). Thus these results indicate an increasing dominance of physical erosion with altitude. The observed decrease in chemical weathering rates is greater than one would predict from the decrease in mean annual temperature using simple weathering kinetics, suggesting that weathering rates along our transect may also be affected by the progressive decline in vegetative cover and increase in snow depth with increasing altitude. These results, considered together with weathering rate measurements for a wide range of climates in the Sierra Nevada, USA, suggest that chemical weathering rates may be particularly sensitive to differences in climate at higher-altitude sites. Consistent with this hypothesis, chemical weathering rates fall virtually to zero at the highest sites on our transect, suggesting that sparsely vegetated, high-altitude crystalline terrain may often be characterized by extremely slow silicate weathering rates.

Keywords: chemical weathering rates; weathering-climate feedbacks; physical erosion rates; cosmogenic nuclides』

『我々は、宇宙線源核種と地球化学的マスバランス法を用いて、ネバダ州のサンタロサ山脈において急な勾配の気候条件を横切る化学風化と物理浸食の長期的速度を測定した。我々の研究地点は、標高2090～2750mの範囲を横断する2kmの稜線に沿って分布し、植生と積雪の両方とも著しい対比を示すが、単一でほぼ均質な花崗閃緑岩質基盤岩が下に横たわっている。崩積土中の宇宙線源核種は、削剥速度がこの横断面に沿って1.4倍（104～144トン/km²/年）以内で変動することを示している。全元素分析からは、母岩に比べて、土壌は標高の上昇とともに風化は弱くなり、尾根の頂部近くで風化に関連した質量損失の証拠は殆んど示されない。化学風化速度は、絶対値においても（24から0トン/km²/年へ）全削剥速度の割合としても（20％から0％へ）、標高の増加と共に急速に減少する。したがって、これらの結果は、標高と共に物理浸食が優勢になることを示している。化学風化速度において観察される減少は、単純な風化カイネティックスを用いて年間平均気温の減少から予想されるものよりも大きく、このことは我々の横断面に沿った風化速度はまた、標高の増加に伴う植生の漸移的な減少と積雪の増加により影響を受けているかもしれないことを示している。これらの結果は、米国のシエラネバダにおける広い範囲にわたる気候に対する風化速度の測定結果を合わせて考慮すると、化学風化速度は高い標高点では特に気候の違いに敏感であるかもしれないことを示している。この仮説と調和して、化学風化速度は我々の横断面の最も高い地点で実質的にゼロに低下しており、これは植生がまばらな高い標高の結晶質岩地帯はしばしば極端に遅い珪酸塩風化速度で特徴づけられることがあることを示している。』

1. Introduction
2. Field site
3. Measuring long-term chemical weathering rates in eroding landscapes
　3.1. The relationship between chemical weathering rates and immobile element enrichment in eroding landscapes
　3.2. Quantifying denudation rates with cosmogenic nuclides
　3.3. Sampling and analysis
4. Results and discussion

『
表2　研究地の特徴ならびに削剥、化学風化、および物理浸食速度^a
ID 平均
標高
(m) 概算平均気温^b
(℃) 平均斜面勾配
(m/m) ¹⁰Be^c
(10⁵ at/g) 削剥速度^d
(トン/km²/年) CDF^e 化学風化速度
(トン/km²/年) 物理浸食速度^f
(トン/km²/年)

SR-10 2749 -0.4 0.55 N.A.^g 117±12^g -0.02±0.05 -2±6 119±13

SR-3 2580 0.6 0.52 3.57±0.20 132±14 0.00±0.02 0±3 132±14

SR-1 2377 1.8 尾根頂部^h 4.47±0.25 106±11 0.07±0.02 7±3 99±11

SR-4 2350 2.0 0.48 3.26±0.19 144±15 0.10±0.02 15±5 129±14

SR-6 2180 3.0 尾根頂部^h 4.54±0.25 104±11 0.16±0.03 16±5 87±10

SR-7 2086 3.6 尾根頂部^h N.A.^g 117±12^g 0.20±0.06 24±7 93±12

^a　不確かさは標準偏差。
^b　気温逓減率-6℃/kmおよび近くの気象観測点からの年間平均気温に基づいた温度。
^c　LLNLでAMSにより測定された¹⁰Be/⁹Beから計算された¹⁰Beで、K.Nishiizumi（私信）により準備されたICN¹⁰Beに対して標準化されたもの。
^d　¹⁰Be濃度（核種生成速度およびここで用いたスケーリング係数を含む）から削剥速度を見積る我々の方法の詳細は電子付録（electronic appedix）で提供される。積雪による希釈について宇宙線源核種生成速度を調整するために、雪の密度＝0.4g/cm³で、積雪はSR-6での0からSR-3での2mまで直線的に増加し、年に4ヶ月間続くと仮定している。積雪を完全に無視すると、削剥速度はここに示された値よりほとんど～15％だけ高くなる。したがって、積雪の密度、深さ、および平均期間についての我々の仮定の誤差は、削剥速度に重大な誤差をもたらさないであろう。さらに、CDFは標高とともに急速に減少するため、頂部近くの削剥速度の小さな誤差は、図2Cに示された化学風化速度パターンにほとんど影響しないだろう。
^e　表1のデータを使って1－[Zr]rock/[Zr]soilから計算された。
^f　D [Zr]rock/[Zr]soilから計算された。
^g　SR-7とSR-10については宇宙線源データは使えない；削剥速度は他の４ヶ所の平均と仮定している（本文参照）。
^h　尾根頂部勾配は表面が湾曲しているために正確に定義するのが困難であるが、不確かさ（±0.03m/m）以内で0.00m/mであると我々は見積っている。

』

**表2　研究地の特徴ならびに削剥、化学風化、および物理浸食速度**^a
ID	平均標高 (m)	概算平均気温^b (℃)	平均斜面勾配 (m/m)	¹⁰Be^c (10⁵ at/g)	削剥速度^d (トン/km²/年)	CDF^e	化学風化速度 (トン/km²/年)	物理浸食速度^f (トン/km²/年)
SR-10	2749	-0.4	0.55	N.A.^g	117±12^g	-0.02±0.05	-2±6	119±13
SR-3	2580	0.6	0.52	3.57±0.20	132±14	0.00±0.02	0±3	132±14
SR-1	2377	1.8	尾根頂部^h	4.47±0.25	106±11	0.07±0.02	7±3	99±11
SR-4	2350	2.0	0.48	3.26±0.19	144±15	0.10±0.02	15±5	129±14
SR-6	2180	3.0	尾根頂部^h	4.54±0.25	104±11	0.16±0.03	16±5	87±10
SR-7	2086	3.6	尾根頂部^h	N.A.^g	117±12^g	0.20±0.06	24±7	93±12
^a　不確かさは標準偏差。 ^b　気温逓減率-6℃/kmおよび近くの気象観測点からの年間平均気温に基づいた温度。 ^c　LLNLでAMSにより測定された¹⁰Be/⁹Beから計算された¹⁰Beで、K.Nishiizumi（私信）により準備されたICN¹⁰Beに対して標準化されたもの。 ^d　¹⁰Be濃度（核種生成速度およびここで用いたスケーリング係数を含む）から削剥速度を見積る我々の方法の詳細は電子付録（electronic appedix）で提供される。積雪による希釈について宇宙線源核種生成速度を調整するために、雪の密度＝0.4g/cm³で、積雪はSR-6での0からSR-3での2mまで直線的に増加し、年に4ヶ月間続くと仮定している。積雪を完全に無視すると、削剥速度はここに示された値よりほとんど～15％だけ高くなる。したがって、積雪の密度、深さ、および平均期間についての我々の仮定の誤差は、削剥速度に重大な誤差をもたらさないであろう。さらに、CDFは標高とともに急速に減少するため、頂部近くの削剥速度の小さな誤差は、図2Cに示された化学風化速度パターンにほとんど影響しないだろう。 ^e　表1のデータを使って1－[Zr]rock/[Zr]soilから計算された。 ^f　D [Zr]rock/[Zr]soilから計算された。 ^g　SR-7とSR-10については宇宙線源データは使えない；削剥速度は他の４ヶ所の平均と仮定している（本文参照）。 ^h　尾根頂部勾配は表面が湾曲しているために正確に定義するのが困難であるが、不確かさ（±0.03m/m）以内で0.00m/mであると我々は見積っている。

5. Conclusions and implications
Acknowledgements
References

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