Interpreting erosion rates from cosmogenic radionuclide concentrations measured in rapidly eroding terrain

A combination of numerical analysis and ¹⁰Be concentrations measured in sediment samples from the high‐relief Torrente catchment, southern Spain, allows us to investigate the sampling requirements for determining erosion rates using cosmogenic nuclides in high‐relief, landslide‐dominated terrain. We use simple modelling to quantify the effect of particle spalling and/or landsliding on erosion rates determined using a cosmogenic in‐situ produced isotope. Analytical results show that the cosmogenic nuclide concentration of a surface experiencing regular detachment of a grain or block may be considered to be in steady state, and ‘in‐situ’ erosion rates estimated, when an appropriate number of spatially independent samples are amalgamated. We present equations that enable calculation of the number of bedrock samples that must be amalgamated for the estimation of mean erosion rates on an outcrop experiencing regular detachment of a grain or chip of thickness L every T years. Our findings confirm that mean catchment erosion rates may be reliably estimated from ¹⁰Be concentrations in fluvial sediment in high‐relief rapidly eroding terrain. These catchment‐wide integrated erosion rates can be calculated where erosion is primarily accomplished through shallow (<3 m) spalling processes; where deep‐seated (>3 m) landslides are the dominant mode of erosion only minimum erosion rates can be determined. Lastly, we present erosion rate measurements from the Torrente catchment that reveal variation of two orders of magnitude (0·03–1·6 m ka^?1) quantifying the high degree of spatial variation in erosion rates expected within rapidly uplifting catchments. Copyright © 2006 John Wiley & Sons, Ltd.     

宇宙成因核素技术在第四纪冰川测年研究中的评述及展望

宇宙成因核素测年技术经过近几十年的发展,在采样程序、样品预处理与实验室分析以及理论等方面都获得了进一步的完善,在第四纪冰川测年中有着材料易取、测年范围宽泛与理论基础成熟等优点,已成为目前第四纪冰川测年的主要手段之一.宇宙成因核素测年的随机误差与系统误差分别为8%与10%,但只要根据一定的采样原则,就可以使得到的最老的漂砾年龄≥冰碛年龄的90%(95%的可能性).各纬度带测年数据与冰芯记录的对比中发现,北半球高纬度和南北半球低纬度地区与冰芯记录的相关性较高,而中纬度地区有一定的相关性,但不强.数据分布的纬度对比中发现,两半球的低纬度地区之间,以及中纬度之间有较好的对应关系,并且最大峰值出现的时间也较一致,但高、中与低纬度之间却存在明显的差异.     

原地生成宇宙成因核素测年技术思考（五）： 单核素计算地表最大抬升速率方法

在以往研究中,原地生成宇宙成因核素测年技术虽然理论上可以利用两种核素（如10Be和26Al）联立方程组同时解出暴露年龄和侵蚀速率,但在实践中却常采用单种核素（常用10Be）分别解出最小暴露年龄和最大侵蚀速率,26Al数据只用于辅助判断。这主要是因为受目前误差水平限制,10Be和26Al的测试数据结果,常常并未能达到联立两个方程解出暴露年龄和侵蚀速率两个参数的精度（当然也有其他因素影响）,这在投影图上常表现为被认为只有一次性暴露历史的样品,投影结果在稳态侵蚀岛之外,只有加上误差,才能进入或靠近稳态侵蚀岛。同理,在推导出包含生成速率加速率的计算等式后,虽然理论上抬升区长期暴露的样品也能够利用两种核素（如10Be和26Al）同时解出侵蚀速率和抬升速率,但实践上10Be和26Al浓度投影结果可能并未在抬升的正常投影区（稳态侵蚀岛上曲线附近）,从而解出的侵蚀速率和抬升速率合理性存疑。对此,参考计算最大侵蚀速率的原理,提出利用长期暴露样品的10Be浓度来解出抬升区地表最大抬升速率的计算方法（,从而可以对碰撞造山抬升区的抬升速率上限进行限定。     

中国第四纪黄土地球化学研究进展

在研究第四纪时期发牛的古环境变化的过程中,对矿物在表生环境下的地球化学行为的研究是正确理解一些十分重要的替代性气候指标环境意义的基础。在我国著名地质学家、地球化学家侯德封先生生前竭力倡导下,我国第四纪沉积,特别是黄土的地球化学研究这些年来取得了举世瞩目的成果。本文试图对我国这一领域发展的现状作一系统的综述,特别对存在的问题提出一些看法,以其推动我国第四纪地球化学的研究工作,并表示对侯老的怀念之情。     

藏南错戳龙高湖面阶地的形成时间及相应的古降水量的计算

利用原地生成宇宙成因核素确定了藏南错戳龙的高湖面阶地的形成时间为3.4～3.6kaB.P.。在3.4～3.6kaB.P.之前,错戳龙是外泄的;在3.4～3.6kaB.P.期间,错戳龙的湖水维持在较高水平,降水和蒸发在高湖面保持着平衡;之后随着气温下降,季风减弱,湖泊不断退缩,至今湖面已下降了120m。利用J.E.Kutzbach水能联合方程,对错戳龙高湖面时的降水量进行了计算,结果显示错戳龙在3.4～3.6kaB.P.时年降水量约为530±10mm,之后随着印度季风强度的大幅降低,错戳龙的年降水量至今为320mm,下降了200mm/a。这一结果表明随着全球升温,印度季风将会明显增强,印度季风影响区域的降水也将会显著增加。