文献要旨（風化）

Dessert et al.(2003)による〔『Basalt weathering laws and the impact of basalt weathering on the global carbon cycle』（257p）から〕

『玄武岩の風化の法則と世界的な炭素循環への玄武岩風化の強い影響』

『Abstract
　This study attempts to characterise the chemical weathering of basalts and to quantify the flux of carbon transferred from the atmosphere to the ocean during this major process at the surface of the Earth. To this aim, we have compiled different published chemical compositions of small rivers draining basalts. Basaltic river waters are characterised by relatively high Na-normalized molar ratios (Ca/Na: 0.2-3.9; HCO3/Na: 1-10; Mg/Na: 0.15-6) in comparison with those usually observed for river draining silicates. The data also show the climatic influence on basalt weathering and associated CO2 consumption. Runoff and temperature are the main parameters controlling the chemical weathering rate and derived CO2 consumption during basaltic weathering. From these relationships and digital maps, we are able to define the contribution of basalts to the global silicate flux. Taking account of this result, we estimate that the CO2 flux consumed by chemical weathering of basalts is about 4.08×10¹²mol/year. The fluxes from the islands of Indonesia and regions of central America represent around 40％ of this flux. The global flux of CO2 consumed by chemical weathering of basalts represents between 30％ and 35％ of the flux derived from continental silicate determined by Gaillardet et al. [Chem. Geol. 159 (1999) 3]. Finally, it appears that volcanic activity not only acts as a major atmospheric CO2 source, but also creates strong CO2 sinks that cannot be neglected to better understand the geochemical and climatic evolution of the Earth.

Keywords: Basalt; Chemical weathering; Atmospheric CO2 consumption; Rivers; Climate』

『本研究は、玄武岩の化学風化を特徴づけることと、地表におけるこの主要な過程の間に大気から海洋へ移動する炭素のフラックスを定量化することを試みている。この目的のために、我々は玄武岩を流れる小河川について、公表されている異なった化学組成を収集した。玄武岩の河川水は、珪酸塩岩を流れる河川で通常観察される値に比べて、比較的高い、Naでノーマライズしたモル比（Ca/Na：0.2～3.9；HCO3/Na：1～10； Mg/Na：0.15～6）により特徴づけられる。データはまた、玄武岩風化と伴うCO2消費に対する気候の影響を示す。流出量と温度は、玄武岩風化の間の化学風化速度と引き起こされるCO2消費をコントロールする主要なパラメーターである。これらの関係とデジタル地図から、我々は世界的な珪酸塩フラックスに対する玄武岩の寄与を明らかにできる。この結果を考慮して、我々は、玄武岩の化学風化により消費されたCO2フラックスを約4.08×10¹²モル/年と見積っている。インドネシアの諸島および中央アメリカの諸地域からのフラックスは、このフラックスの約40％に相当する。玄武岩の化学風化により消費される世界のCO2フラックスは、Gaillardet et al. [Chem. Geol. 159 (1999) 3]により決定された大陸珪酸塩に由来するフラックスの30％と35％の間にある。最後に、火山活動は大気CO2の主要な供給源として働くだけでなく、地球の地球化学および気候の進化をよりよく理解するために無視できない強力なCO2吸収源もつくるように思われる。』

1. Introduction
2. Origin of data
　2.1. Concentrations of major elements
　2.2. Elemental ratios of basaltic rivers

『
表1　玄武岩流域についての平均溶質濃度、気候パラメーター、および速度
流域名 HCO3^-
(μmol/l) TDScat
(mg/l) TDSw
(mg/l) 流出量^a
(mm/年) T^a
(℃) CO2消費速度
(10⁶ mol/km²/年) 陽イオン風化速度
(トン/km²/年) 化学風化速度
(トン/km²/年)

コロンビア高原 354 7.3 23.0 1053 7.4^b 0.37 7.7 24.2

デカン・トラップ 2719 54.0 81.0 463 27^b 1.26 25.1 37.1

ハワイ 407 7.4 21.3 1612 16.0 0.66 11.9 34.4

アイスランド^c 415 10.3 20.9 1883 2.0^b 0.69 17.7 36.4

アイスランド^d 480 8.8 24.3 2432 2.0^b 1.11 20.9 57.6

ジャバ 1987 43.0 83.8 4052 24.8^b 6.41 152.0 342.0

M.セントラル^e 686 14.8 32.0 406 8.7^b 0.30 5.6 12.7

M.セントラル^f 698 13.0 32.4 478 8.7^b 0.35 5.9 13.9

Mt.カメルーン 1623 　　　　 2120^g 25.6^b 3.44 　　

パラナ・トラップ 817 21.1 63.2 1020 20.2^b 0.82 20.6 60.2

ラ　リユニオン 1311 29.9 57.1 2433 17.0 2.26 48.4 106.0

サン　ミゲル 763 19.0 48.3 734 16.0 0.56 13.3 35.3

^a　平均年間値．
^b　IIASAデータベースの最新版から決定された値（Leemans and Cramer, 1991）．
^c　Louvat（1997）．
^d　Gislason et al.（1996）．
^e　Negrel（最初のeの頭に´） and Deschamps（1996）．
^f　Meybeck（1986）．
^g　Cogley（1998）のデータベースから決定された値．

』

**表1　玄武岩流域についての平均溶質濃度、気候パラメーター、および速度**
流域名	HCO3^- (μmol/l)	TDScat (mg/l)	TDSw (mg/l)	流出量^a (mm/年)	T^a (℃)	CO2消費速度 (10⁶ mol/km²/年)	陽イオン風化速度 (トン/km²/年)	化学風化速度 (トン/km²/年)
コロンビア高原	354	7.3	23.0	1053	7.4^b	0.37	7.7	24.2
デカン・トラップ	2719	54.0	81.0	463	27^b	1.26	25.1	37.1
ハワイ	407	7.4	21.3	1612	16.0	0.66	11.9	34.4
アイスランド^c	415	10.3	20.9	1883	2.0^b	0.69	17.7	36.4
アイスランド^d	480	8.8	24.3	2432	2.0^b	1.11	20.9	57.6
ジャバ	1987	43.0	83.8	4052	24.8^b	6.41	152.0	342.0
M.セントラル^e	686	14.8	32.0	406	8.7^b	0.30	5.6	12.7
M.セントラル^f	698	13.0	32.4	478	8.7^b	0.35	5.9	13.9
Mt.カメルーン	1623			2120^g	25.6^b	3.44
パラナ・トラップ	817	21.1	63.2	1020	20.2^b	0.82	20.6	60.2
ラ　リユニオン	1311	29.9	57.1	2433	17.0	2.26	48.4	106.0
サン　ミゲル	763	19.0	48.3	734	16.0	0.56	13.3	35.3
^a　平均年間値． ^b　IIASAデータベースの最新版から決定された値（Leemans and Cramer, 1991）． ^c　Louvat（1997）． ^d　Gislason et al.（1996）． ^e　Negrel（最初のeの頭に´） and Deschamps（1996）． ^f　Meybeck（1986）． ^g　Cogley（1998）のデータベースから決定された値．

3. Effect of climate on chemical weathering
4. Global present-day consumption of atmospheric CO2 from basalt weathering

『
表2　様々なデジタル地図から決定された各玄武岩地域の特徴：各地域の岩相図（本文参照）、流出量についてCogley（1998）、温度についてIIASAデータベース（Leemans and Cramer, 1991）の最新版を組み合わせたもの
地域名面積
(10⁶ km²) 流出量
(mm/年) 年間T
(℃) CO2消費フラックス
(10¹² mol/年)

エチオピア 0.807 129 21.3 0.121

シベリア 0.796 402 -10 0.053

パラナ 0.568 498 19.8 0.318

東南アジア／
インドネシア 0.538 1372 25 1.033

デカン 0.532 424 26.9 0.392

日本／東ロシア 0.373 731 3 0.151

オーストラリア／
タスマニア 0.327 176 20.4 0.047

中央アメリカ 0.309 763 22.8 0.356

アラビア半島 0.219 4 23.3 0.001

南アフリカ 0.216 102 19.3 0.024

パタゴニア 0.209 151 9.3 0.018

カムチャッカ 0.173 750 -3.5 0.031

コロンビア川 0.154 371 9.5 0.034

アイスランド 0.105 1889 2 0.070

グリーンランド 0.099 364 -11 0.004

カスケード／
スネーク川 0.081 404 7.2 0.017

東カナダ 0.038 441 1.4 0.006

その他^a 1.305 420 18.6 0.433

合計 6.849 　　 3.109

^a　南極は含まれていない．

』

**表2　様々なデジタル地図から決定された各玄武岩地域の特徴**：各地域の岩相図（本文参照）、流出量についてCogley（1998）、温度についてIIASAデータベース（Leemans and Cramer, 1991）の最新版を組み合わせたもの
地域名	面積 (10⁶ km²)	流出量 (mm/年)	年間T (℃)	CO2消費フラックス (10¹² mol/年)
エチオピア	0.807	129	21.3	0.121
シベリア	0.796	402	-10	0.053
パラナ	0.568	498	19.8	0.318
東南アジア／インドネシア	0.538	1372	25	1.033
デカン	0.532	424	26.9	0.392
日本／東ロシア	0.373	731	3	0.151
オーストラリア／タスマニア	0.327	176	20.4	0.047
中央アメリカ	0.309	763	22.8	0.356
アラビア半島	0.219	4	23.3	0.001
南アフリカ	0.216	102	19.3	0.024
パタゴニア	0.209	151	9.3	0.018
カムチャッカ	0.173	750	-3.5	0.031
コロンビア川	0.154	371	9.5	0.034
アイスランド	0.105	1889	2	0.070
グリーンランド	0.099	364	-11	0.004
カスケード／スネーク川	0.081	404	7.2	0.017
東カナダ	0.038	441	1.4	0.006
その他^a	1.305	420	18.6	0.433
合計	6.849			3.109
^a　南極は含まれていない．

5. Implication of basalt weathering in global silicate CO2 consumption
6. Discussion: carbon cycle and climate
7. Conclusion
Acknowledgements
Appendix A. USGS stream gauging stations of Columbia Plateau
Appendix. B. USGS stream gauging stations of Hawaiian islands
References

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