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Rivers, chemical weathering and Earth's climate - 01/01/03

Doi : 10.1016/j.crte.2003.09.015 

Bernard  Dupré a * ,  Céline  Dessert a ,  Priscia  Oliva a ,  Yves  Goddéris a ,  Jérôme  Viers a ,  Louis  François ab ,  Romain  Millot c ,  Jérôme  Gaillardet c *Corresponding author.

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Résumé

We detail the results of recent studies describing and quantifying the large-scale chemical weathering of the main types of continental silicate rocks: granites and basalts. These studies aim at establishing chemical weathering laws for these two lithologies, describing the dependence of chemical weathering on environmental parameters, such as climate and mechanical erosion. As shown within this contribution, such mathematical laws are of primary importance for numerical models calculating the evolution of the partial pressure of atmospheric CO2 and the Earth climate at geological timescales. The major results can be summarized as follow: (1) weathering of continental basaltic lithologies accounts for about 30% of the total consumption of atmospheric CO2 through weathering of continental silicate rocks. This is related to their high weatherability (about eight times greater than the granite weatherability); (2) a simple weathering law has been established for basaltic lithologies, giving the consumption of atmospheric CO2 as a function of regional continental runoff, and mean annual regional temperature; (3) no such simple weathering law can be proposed for granitic lithologies, since the effect of temperature can only be identified for regions displaying high continental runoff; (4) a general law relating mechanical erosion and chemical weathering has been validated on small and large catchments. The consequences of these major advances on the climatic evolution of the Earth are discussed. Particularly, the impacts of the onset of the Deccan trapps and the Himalayan orogeny on the global carbon cycle are reinvestigated. To cite this article: B. Dupré et al., C. R. Geoscience 335 (2003).

Résumé

Les résultats d'études récentes sur la nature et la quantification de l'altération chimique à grande échelle des principaux types de roches silicatées continentales - granites et basaltes - sont présentés ici. Ces études visent à établir les lois de l'altération chimique pour ces deux types lithologiques en décrivant la dépendance de l'altération chimique vis-à-vis de paramètres environnementaux tels que le climat et l'érosion mécanique. Il est montré ici que de telles lois mathématiques sont de première importance pour l'établissement des modèles numériques calculant l'évolution de la pression partielle du CO2 atmosphérique et du climat de la Terre au cours des temps géologiques. Les principaux résultats sont les suivants : (1) environ   de la consommation totale de CO2 atmosphérique sont attribuables à l'altération des roches basaltiques continentales, en raison de leur grande vulnérabilité (huit fois supérieure à celle des granites) ; (2) une loi simple de l'altération a été établie pour les roches basaltiques, montrant que la consommation de CO2 atmosphérique est fonction du ruissellement continental régional et de la température moyenne annuelle régionale ; (3) aucune loi simple de ce type ne peut être proposée pour l'altération des roches granitiques, car l'effet de la température ne peut être déterminé que pour les régions à fort ruissellement continental ; (4) une loi générale mettant en relation l'érosion mécanique et l'altération chimique a été validée, à la fois sur les bassins d'alimentation de petites et de grandes tailles. Les conséquences de ces progrès majeurs sur l'évolution climatique de la Terre sont discutées. En particulier, les impacts de la mise en place des trapps du Deccan et de l'orogenèse himalayenne sur le cycle global du carbone sont réexaminés. Pour citer cet article : B. Dupré et al., C. R. Geoscience 335 (2003).

Mots clés  : river ; chemical and physical weathering ; CO2 cycle ; Earth climate ; Deccan trapps ; Himalayas.

Mots clés  : rivières ; altération ; érosion ; cycle du CO2 ; climat de la Terre ; trapps du Deccan ; Himalaya.

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Vol 335 - N° 16

P. 1141-1160 - décembre 2003 Retour au numéro
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  • Annual dissolved fluxes from Central Nepal rivers: budget of chemical erosion in the Himalayas
  • Christian France-Lanord, Matthew Evans, Jean-Emmanuel Hurtrez, Jean Riotte
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  • Quantitative evaluation of soil processes using in situ-produced cosmogenic nuclides
  • Erik Thorson Brown, Fabrice Colin, Didier L. Bourlès

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