『Abstract
　A new box model for the global cycles of sulfur, oxygen, and magnesium has been developed and coupled with a carbon-calcium-strontium model (Wallmann, 2001). The model accounts for sulfur masses in the ocean, in evaporite rocks, in sedimentary pyrite, in oceanic crust, and in the mantle. Sulfur fluxes considered are burial and weathering of evaporites and sedimentary pyrite, volcanic emission of sulfur gases originating from the mantle and subducted reservoirs, and alteration of oceanic crsust and serpentinization of oceanic peridotites. Oxygen fluxes are derived from sulfur turnover, carbon cycling, and iron redox processes. Model outputs are seawater concentrations of SO4, Ca, Mg, Sr, CO2, and HCO3, atmospheric partial pressures of O2 (pO2) and CO2 (pCO2), as well as the sulfur, carbon, and strontium isotopic composition of seawater. The secular trends of δ³⁴S, δ¹³C, and ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr recorded in marine evaporites and carbonates are used for model optimization and control. According to sensitivity analysis, tectonic/volcanic processes affect oceanic δ³⁴S values considerably, whereas δ¹³C values are determined mainly by turnover of particulate organic carbon (POC). The different control mechanisms induce a significant deviation between the secular trends of sulfur and carbon isotope data. Dependence of POC burial on atmospheric pO2 via redox-dependent phosphate recycling provides an effective negative feedback on pO2. Moreover, phosphate supply to the ocean and thus POC burial depends on weathering, which in turn is related to the prevailing pCO2 level. Therefore, emission of volcanic CO2 induces O2 production via POC burial while O2 is consumed by the coeval release and oxidation of reduced sulfur compounds from the mantle. This coupling between tectonic/volcanic processes and POC burial provides additional stabilization of pO2. Consequently, predicted pO2 values fall into a narrow range of 0.17 to 0.25 atm during the entire model period. Changes in pO2 are mainly driven by changes in tectonic activity, erosion rates, and size of exposed carbonate areas. The model indicates that carbonate weathering, unlike silicate weathering, establishes a positive feedback on atmospheric pCO2 via enhanced burial and recycling of pelagic carbonates at subduction zones.』

『硫黄、酸素、マグネシウムの世界的な循環についての新しいボックスモデルが開発され、炭素−カルシウム−ストロンチウムモデル（Wallmann, 2001）と連結された。モデルは、海洋、蒸発岩、堆積性黄鉄鉱、海洋地殻、およびマントル中の硫黄量をを説明する。考慮された硫黄フラックスは、蒸発岩と堆積性黄鉄鉱の埋没と風化作用、マントルおよび沈み込んだリザーバーから生じた硫黄ガスの火山放出、および海洋地殻の変質と海洋性かんらん岩の蛇紋岩化作用である。酸素フラックスは、硫黄の入れ替り、炭素循環、および鉄の酸化還元過程から得られている。モデルのアウトプットは、海水の硫黄、炭素、ストロンチウム同位体組成の他に、SO4、Ca、Mg、Sr、CO2、HCO3の海水濃度と大気のO2 (pO2)とCO2 (pCO2)分圧である。海成蒸発岩と炭酸塩岩に記録されたδ³⁴S、δ¹³C、⁸⁷Sr/⁸⁶Srの長期的な傾向が、モデルの最適化とコントロールのために使われている。感度分析によれば、構造運動/火山活動の過程はかなりδ³⁴S値に影響し、一方δ¹³C値は主に粒子状の有機炭素（POC）の入れ替りによって決定される。異なるコントロールメカニズムによって、硫黄と炭素の同位体データの長期的な傾向間に重要な偏りがもたらされる。酸化還元に依存するリン酸塩の再循環を経た、大気pO2に対するPOC埋没の依存性は、pO2に対する効果的な負のフィードバックとして働く。さらに、海洋へのリン酸塩の供給、したがってPOC埋没は風化に依存し、それは今度は支配的なpCO2レベルに関連する。したがって、火山からのCO2の放出はPOC埋没を経たO2の生成をもたらし、一方O2はマントルからの還元硫黄化合物の同時な放出と酸化により消費される。構造運動/火山活動過程間のこのような結びつきは、pO2の安定化をさらに用意している。その結果、予想されたpO2値は、モデルの全体の期間に0.17〜0.25気圧という狭い範囲に入る。pO2の変化は主に構造運動の活動、浸食速度、および露出した炭酸塩地域の広さに由来する。モデルは、珪酸塩風化とは違って、炭酸塩風化は、沈み込み帯での遠洋性炭酸塩の埋没の促進と再循環を経た大気 pCO2 への正のフィードバックを立証することを示している。』

Introduction
　　The long-term sulfur cycle
　　Controls on atmospheric pO2
　　Seawater compositin
Model description
　Sulfur model
　　Initial values
　　Sedimentary evaporite accumulation
　　Evaporite weathering
　　Sedimentary pyrite burial
　　Sedimentary pyrite weathering
　　Input of sedimentary pyrite into subduction zones
　　Sulfur emission at plate boundaries and intraplate volcanoes
　　Oceanic crust alteration and oceanic peridotite serpentinization
　　Input of oceanic crust sulfides into subduction zones
　　Sulfur flux from the mantle into oceanic crust
　　Anhydrite precipitation due to seawater circulation at spreading centers and oceanic peridotite serpentinization
　　Dissolution of anhydrite in oceanic crust
　　Input of anhydrite in oceanic crust into subduction zones (FSZA)
　Sulfur isotope model
　Changes in the carbon-calcium-strontium model developed by Wallmann (2001)
　　Constant parameters and external variables
　　Parameterizations
　Oxygen model
　Mg model
Model results
　The standard case
　Controls on seawater composition (sulfate, Ca, and Mg)
　Controls and feedbacks on oceanic δ³⁴S and δ¹³C
　What drives the opposing secular trnds in δ³⁴S and δ¹³C?
　Stabilization of atmospheric pO2
　What drives changes in atmospheric pO2?
　Impact of sulfur cycle and pO2 on pCO2
　Carbonate weathering as positive feedback on pCO2
Discussions
Acknowledgments
Appendix A
　Model parameters
　Fluxes of the sulfur model
　Parameters of the sulfur model
　Dependent constants and internally calculated variables of the sulfur model
　External time-dependent variables of the sulfur model
　Differential equations of the sulfur model
　Internally calculated variables of the sulfur isotope submodel
　Parameters of the sulfur isotope submodel
　Modifications in the carbon-calcium-strontium model of Wallmann (2001)
　Paramererizations of the oxygen submodel
　Parameterizations of the magnesium submodel
References