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地球:第四紀の化学的風化量の変化と海洋地球化学収支の不均衡

Nature 458, 7237 doi: 10.1038/nature07828

河川は多くの元素や同位体の海への主要な供給源となっている。しかし、大陸からの流入は、海洋地殻との熱水や堆積物の交換を介した元素や同位体の喪失や、明らかに定常状態にない海洋中の元素分布の時間変化のために、平衡状態になっていない。海洋中の地球化学的収支にみられる不均衡の問題を解決するために、熱水や堆積物の流量の不確かさに注目する研究が行われている。最近の地球史では、時間的に変動する化学的風化による大陸からの流入が、周期的な氷河作用の結果として必然的に生じている。現代の地球での化学的風化の速度は、化学的風化産物を大きく増やす基盤となる細粒化した物質が退氷期に物理的に生成されたために、平衡状態から大きくずれた状態にあると考えられる。本論文では、化学的風化に起因する物質の河川による流入量の時間的変化と海洋の地球化学的収支との関係について調べた。我々は、現代の河川の観測で得られた河川からの流入量は概して正確だが、第四紀の氷河期/間氷期サイクルよりも長い時間海洋に存在する元素に対しては、時間スケール表現適切ではないと主張する。最終退氷期から始まった急速な化学的風化のパルスはまだ減衰しておらず、風化速度は第四紀後期の氷期サイクル全体の平均値の2〜3倍の大きさのままであると考えられる。ケイ酸塩の風化による流入量に対して示唆される非定常過程の影響を考慮すると、海洋ストロンチウム同位体収支のモデルと入手可能なデータを一致させることができる。全体として、河川流入量の時間変化を考慮することで、海洋における化学的および同位体的質量平衡に関する長年の問題を大きく改善できるだろう。

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