『Abstract
　Both terrestrial and marine forces drive underground fluid flows in the coastal zone. Hydraulic gradients on land result in groundwater seepage near shore and may contribute to flows further out the shelf from confined aquifers. Marine processes such as tidal pumping and current-induced pressure gradients may induce interfacial fluid flow anywhere on the shelf where permeable sediments are present. The terrestrial and oceanic forces overlap spatially so measured fluid advection through coastal sediments may be a result of composite forcing. We thus define “submarine groundwater discharge”(SGD) as any and all flow of water on continental margins from the seabed to the coastal ocean, regardless of fluid composition or driving force. SGD is typically characterized by low specific flow rates that make detection and quantification difficult. However, because such flows occur over very large areas, the total flux is significant. Discharging fluids, whether derived from land or composed of re-circulated seawater, will react with sediment components. These reactions may increase substantially the concentrations of nutrients, carbon, and metals in the fluids. These fluids are thus a source of biogeochemically important constituents to the coastal ocean. Terrestrially-derived fluids represent a pathway for new material fluxes to the coastal zone. This may result in diffuse pollution in areas where contaminated groundwaters occur. This paper presents an historical context of SGD studies, defines the process in a form that is consistent with our current understanding of the driving forces as well as our assessment techniques, and reviews the estimated global fluxes and biogeochemical implications. We conclude that to fully characterize marine geochemical budgets, one must give due consideration to SGD. New methodologies, technologies, and modeling approaches are required to discriminate among the various forces that drive SGD and to evaluate these fluxes more precisely.

Keywords: Biogeochemistry; Coastal zone; Fluxes; Hydrology; Submarine groundwater discharge』

『要旨
　陸上および海洋に働く力はともに沿岸帯での地下水流動をひきおこす。陸での動水勾配は海岸近くで地下水の浸出を生じ、被圧帯水層から陸棚へのさらなる流出の一因となるかもしれない。潮汐のポンプ式作用や海流が引き起こす圧力勾配のような海洋過程は、透水性堆積物が存在する陸棚のどこでも界面流体の流動を引き起こすだろう。陸上と海洋の力は空間的重なり、それで測定された沿岸堆積物をつうじた流体の移流は合成された力の結果であろう。したがって我々は、海底から沿岸海洋への大陸縁での水の一部およびすべての流れを、流体の組成や牽引力とは関係なく、『海底地下水流出』（SGD）と定義する。SGDは、検出と定量化を困難にするような低い比流速によって典型的に特徴づけられる。しかし、そのような流れは非常に広い範囲で起こるため、全フラックスは重要である。流出される流体は、陸から由来しようと再循環海水からなろうと、堆積物の構成分と反応するだろう。これらの反応は流体中の栄養分・炭素・金属の濃度を実質的に増加させるだろう。したがって、これらの流体は沿岸海洋に対して生物地球化学的に重要な成分の供給源である。陸地由来の流体は、沿岸帯に対する新しい物質フラックスの通路を示している。これは、汚れた地下水が生じる地域で、拡散した汚染を生じることになるだろう。本論文は、SGD研究の歴史的背景を示し、我々の評価手法だけでなく牽引力についての現在の理解に合った形でこの過程を定義し、そして見積られた世界規模のフラックスと生物地球化学的関係をレビューしている。我々は、海洋地球化学収支を十分に特徴づけるためには、SGDにしかるべき考慮をしなければならないと結論する。新しい方法論、技術、およびモデル化の取組みが、SGDをうごかすさまざまな力を区別し、これらのフラックスをもっと正確に評価するために必要である。』

Introduction
Historical perspective
Definition of submarine groundwater discharge
Composition and forcing of SGD
　Components
　Driving forces
　Tidally driven flows
　Advective pore water exchange in the shallow shelf
Seawater intrusion into coastal aquifers
Measurement of SGD
Global fluxes and biogeochemical implications
　Water fluxes
　Chemical inputs
Summary and recommendations
Acknowledgements
References

Figure 1. Nomenclature of fluid exchange and schematic depiction (no scale) of processes associated with submarine groundwater discharge and recharge. Arrows indicate fluid movement. Modified from Thibodeaux and Boyle (1987) 図１．流体交換の用語および海底地下水の流出と涵養に関連した過程の図示（縮尺不同）。矢印は流体の動きを示す。Thibodeaux and Boyle (1987)を修正。 〔Burnett,W.C., Bokuniewicz,H., Huettel,M., Moore,W.S. and Taniguchi,M.(2003): Groundwater and pore water inputs to the coastal zone. Biogeochemistry, 66, 3-33.から〕

Table 1. Summary of some of the components of SGD, its driving forces, and contributing factors that influence its magnitude. The divisions are somewhat arbitrary - it is recognized that many crosscutting relationships are possible.
表１．海底地下水流出（SGD）のいくつかの成分、その牽引力、そしてその大きさを左右する一因となる要因のまとめ。区分はいくぶん任意−多くの横断的な関連がありえることが知られる。

Components 成分	Driving Forces 牽引力	Contributing Factors 一因となる要因
Meteoric waters (fresh) 天水（淡水）	Hydraulic gradient 動水勾配	Topography, Transmissivity, Precipitation, Evapotranspiration 地形、透過率、降水、蒸発散
Recirculated seawater (salt) 再循環海水（塩水）	Hydraulic gradient, Tidal pumping, Wave set-up 動水勾配、潮汐のポンプ式作用、波の発生	Tidal range, Period, frequency, Wind force, direction 潮差、周期、振動数、風力、方向
Connate waters (very salty) 遺留水（濃い塩水）	Density, Thermal gradient 密度、温度勾配	Geology, Geothermal heating 地質、地熱

Table 2. Some estimates of terrestrially-derived fresh SGD on a global scale. Assuming a mean river flow of 37,500 km³/y, SGD ranges from 0.3％ to 16％ of the global river flow.
表２．世界規模での陸上由来の淡水海底地下水流出のいくつかの見積り。平均河川流量を37,500 km³／年とみなすと、海底地下水流出は世界河川流量の0.3％〜16％の範囲にある。

Amount of SGD* km3/y 海底地下水流出量（km3/年）	Estimation Method 見積り方法	Reference 文献
1700	Hydrological assumptions 水文学的推定	Chandury and Clauer (1986)
100	Hydrological assumptions 水文学的推定	COSOD II (1987)
2200	Literature 文献	Berner and Berner (1987)
2400	Hydrograph separation, Combined hydrological-hydrogeological method 水位図での分離法、水文学−水文地質学を合わせた方法	Zektser and Loaiciga (1993) and Zektser (2000)
2200	Water balance 水バランス	Shiklomamnov (1999)
1000-3000	Water balance 水バランス	Milliman (pers. comm.)
4500-6500	Water balance 水バランス	Seiler (2003)
* All estimates are for fresh water SGD; river discharge = 35,000-40,000 km3/y 　すべての見積りは淡水海底地下水流出について；河川流量＝35,000-40,000 km3/年

Table 3. Fluxes of terrestrially-derived water and recirculated seawater to the coastal zone and shelf expressed as volumetric discharge per unit time, flux per unit length of shoreline, and unit area fluxes.
表３．時間当り体積流出量、海岸長当りフラックス、および単位面積フラックスで表わされた、陸上由来の水と再循環海水の沿岸帯と陸棚へのフラックス。

Flux フラックス		Fluid Composition/Origin1 流体組成/起源	Reference 文献
Global Discharge (km3/y) 世界の流量（km3/年）
Total runoff (rivers 〜94％) = 全流出量（河川〜94％）＝	37,400	fresh/terrestrial 淡水/陸上	Berner and Berner (1987)
Fresh groundwater seepage = 淡水地下水浸出量＝	2,4002	fresh/terrestrial 淡水/陸上	Zektser (2000)
“intertidal pump” = 『潮間帯のポンプ作用』＝	1,170	composite/mixed 混合/混合	Riedl et al. (1972)
“subtidal pump” = 『亜潮間帯のポンプ作用』＝	95,700	seawater/marine 海水/海洋	Riedl et al. (1972)
Shoreline Fluxes (m3/m・day)3 海岸線フラックス（m3/m・日）
Total runoff = 全流出量＝	171	fresh/terrestrial 淡水/陸上	Calculated using shoreline length = 600,000 km
Subtidal pump = 亜潮間帯のポンプ作用＝	437	seawater/marine 海水/海洋	Riedl et al. (1972)
Intertidal pump = 潮間帯のポンプ作用＝	5.34	composite/mixed 混合/混合	Riedl et al. (1972)
Groundwater seepage = 地下水浸出量＝	11	fresh/terrestrial 淡水/陸上	Calculated from Zektser (2000)
Measured (Florida) = 測定値（フロリダ）＝	3-35	composite/mixed 混合/混合	Cable et al. (1997) and Burnett et al. (2002)
Measured (Australia) = 測定値（オーストラリア）＝	2-8	composite/mixed 混合/混合	Burnett and Turner (2001) and Smith and Nield (2003)
Measured (New York) = 測定値（ニューヨーク）＝	30-120	composite/mixed 混合/混合	Bokuniewicz (unpiblished results)
Unit Fluxes (m3/m2・y) 単位フラックス（m3/m2・年）
Seepage meters = 浸出計＝	5-100	composite/mixed 混合/混合	Calculated from Taniguchi et al. (2002)4
Subtidal pump = 亜潮間帯のポンプ作用＝	3.5	seawater/marine 海水/海洋	Calculated from Riedl et al. (1972)
Intertidal pump = 潮間帯のポンプ作用＝	195	composite/mixed 混合/混合	Calculated from Riedl et al. (1972)5
1 composition refers to fresh (meteoric) water, seawater, or a mixture; “origin” refers to driving force, either terrestrial hydraulic gradients or marine forcing (tidal pumping, wave set-up, etc.), or a mixture of terrestrial and marine. 　組成は淡水（天水）、海水、または混合水をさす；『起源』は牽引力をさし、陸上の動水勾配か海洋による力（潮汐のポンプ作用、波の発生など）、あるいは陸と海の混合。 2 Estimates for the fresh water component of groundwater discharge to the ocean vary tremendously, see Table 2. 　海洋への地下水流出の淡水成分の見積りはすさまじく変動する、表２参照。 3 We used 600,000 km as an estimate of the global shoreline length. 　世界の海岸線の長さの見積りとして、我々は600,000 kmを用いた。 4 Approximately 85％ of the measured seepage values from the coastal zone in this compilation fall in this range (1-30cm/day). 　この編集において沿岸帯からの測定された浸出値のほぼ85％はこの範囲に入る（1-30cm/日）。 5 Calculation assumes an intertidal width of 10 m and a shoreline length of 600,000 km. 　計算は潮間帯の幅を10 m そして海岸線の長さを 600,000 km とみなしている。

Table 4. Various estimates of global Ca²⁺ input to the ocean. The groundwater estimates are for fresh discharges and are known to have very large uncertainties.
表４．海洋への世界のCa²⁺インプットのさまざまな見積り。地下水の見積りは淡水流出についてであり、非常に大きな不確かさをもつことが知られている。

Source 供給源	Imput 1013 moles/y インプット（1013 モル/年）	Reference 文献
Rivers 河川	1.2-1.5	Meybeck (1979) Berner and Berner (1987) Morse and Mackenzie (1990) Milliman (1993)
Hydrothermal activity 熱水活動	0.2-0.3	Wolery and Sleep (1988)
Aeolian inputs 風によるインプット	0.005	Milliman (1993)
Groundwater 地下水	0.5	COSOD II (1987)
Groundwater 地下水	0.5-1.6	Milliman (1993)

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