気候：基盤岩への河川の侵食の気候制御
Nature 496, 7444 doi: 10.1038/nature11982
基盤岩への河川の侵食は、地球表面の地形の多くを発達させ、山脈の構造を形成し、土壌浸食、栄養塩フラックス、全球の気候への影響を通して地球の居住可能性を調節している。河川の侵食速度は降水強度に強く依存していると長い間予想されてきたが、降水強度の基盤岩への河川の侵食速度に対する影響を定量化することは、1つには河川侵食速度の測定が難しいことが理由で、また1つには非気候的要因が河川侵食速度を測定した地点における気候的要因を隠してしまうために困難であることがわかっている。本論文では、地球上で降水量勾配が最も急な地域の1つで河川侵食速度を測定した結果を提示し、降水強度が実際に長期の基盤岩への河川侵食速度に影響を及ぼしていることを示す。我々は、年平均降水量が0.5 mから9.5 mまで変動し（全球の変動幅の70％を超える）、数百万年間の平均河川侵食速度を河川峡谷の深さと火山性基盤岩の年代から推定できる、米国ハワイ諸島のカウアイ島にある一連の河川に、基盤岩への河川侵食に対して広く用いられている経験則を適用した。時間平均した解析結果と過渡的な河川侵食に対する数値モデルの両方が、カウアイ島における基盤岩への河川侵食の長期的な効率は、上流で平均した年平均降水強度と正の相関があることを明らかにしている。さらに、河床上の流れによるエネルギー消費速度であるストリームパワーに対して河川侵食速度が線形に依存することと、この測定が矛盾しないことを示して、この結果に対する理論的背景を与える。こうした観測から、長く提案されてきた気候と河川侵食の結びつきを示すまれな経験的証拠が得られ、これまで提案されてきた、地形、気候、テクトニクスの間のフィードバックが起きている可能性が示唆される。
