土壤中次生与碎屑组分的差异性剥蚀

• 作者: 李旭明 李来峰 王浩贤 王野 陈旸
• 来源期刊: 地球科学进展
• 关键词: 风化层 剥蚀 碳循环 地貌演化 铀同位素
• 年，卷（期）: 2021,（null）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 826-838
• 页数: 12页
• 分类号: P934
• 语种: 中文
• DOI: 10.11867/j.issn.1001-8166.2020.065.

摘要

在地表过程研究中，一般以表层土壤可溶元素的亏损程度代表风化强度，以表层土壤粗颗粒矿物中宇生核素的积累计算土壤存留时间，进而推算土壤剥蚀速率。这两种方法都基于一个重要的假设，即土壤中不同组分的一致剥蚀。相对于新鲜基岩，土壤中可溶元素的亏损主要体现在细颗粒次生黏土组分，而碎屑矿物的亏损程度较弱。细颗粒次生黏土的优先剥蚀会导致风化强度的低估，还会导致粗颗粒矿物存留时间大于土壤的总存留时间，从而低估土壤剥蚀速率。最近的研究表明，土壤不同组分可能存在差异性剥蚀。通过莱索托高地玄武岩风化土壤和流域地表水的铀同位素组成验证土壤不同组分是否存在差异性剥蚀。结果表明，碎屑组分在土壤中的存留时间为（543±32）ka，而次生黏土组分的存留时间为（22±11）ka，二者相差一个数量级。次生组分的存留时间与由区域风化通量计算得到的剥蚀速率24~33t/（km2⋅a）相匹配，表明次生黏土是土壤剥蚀的主要组成部分。该发现表明土壤中不同组分的差异性剥蚀可能是普遍存在的。次生黏土的优先剥蚀会导致风化强度和剥蚀速率被低估，引起风化通量的估算偏低，进而低估化学风化在全球碳循环中的作用。