Meteoric 10Be as a Tracer of Terrestrial Sedimentary Processes
Final Report Abstract
Das meteorische Isotop 10-Beryllium (Halbwertzeit 1.4 Mio. Jahre) wird in der Atmosphäre produziert, regnet auf die Erdoberfläche mit bekannter Flussdichte ab und haftet sich dann an Tonminerale und andere reaktive Oberflächen an. Wegen der bisher nicht ausreichend bekannten Flussdichten und dem begrenzten Rückhaltevermögen dieses Isotops ist es gegenüber der in der Geomorphologie weithin verwendeten in situproduzierten 10-Beryllium-Varietät in der Vergangenheit in Vergessenheit geraten. In diesem Vorhaben haben wir dieses Isotop durch Behebung dieser Defizite revitalisiert. Die durchgeführten Arbeiten enthalten 1) eine Synthese des Systems, in der dargestellt wird, wie die Flussdichten aus Atmosphärenmodellen hergeleitet werden können, in welcher Boden- und Flusschemie das Zurückhaltevermögen am größten ist, ob es bei dem Niederschlag additive - oder Verdünnungseffekte gibt und es werden Gleichungen hergeleitet, die den Nutzen dieses Tracers für Datierung und für Erosionsraten ermöglichen. Die Methode wurde 2) erweitert auf das 10-Beryllium:9-Beryllium Isotopenverhältnis. Der Nutzen dieses stabilen Referenzisotops beseitigt Retentivitäts- und Korngrößeneffekte und dient andererseits als lokaler und globaler Verwitterungstracer. In einer weiteren Arbeit wurde die schwach gebundene Phase an Amazonassedimenten gelaugt und mit gelösten Beryllium-Frachten verglichen. Die Resultate zeigen, dass beide Fraktionen, die adsorbierte und die gelöste, benutzt werden können, um Denudationsund Erosionsraten für ein Flussbecken in der Größe des Amazonas zu ermitteln. Die 10Be/9Be Methode wurde angewendet auf die große Fragestellung, ob die Gebirge dieser Erde im späten Känozoikum schneller erodiert haben. Der Tracer zeigt, dass dies nicht der Fall ist. Mit den durchgeführten Arbeiten hat sich unsere Gruppe eine weltweite Führungsrolle auf dem Gebiet des meteorischen 10-Berylliums erarbeitet und hat gleichzeitig mit dem 10Be/9Be-Verhältnis ein völlig neues System etabliert, das in Zukunft von vielen Erdoberflächen-Geochemikern ausgenutzt werden wird.
Publications
- (2010): Long-term stability of global erosion rates and weathering during late-Cenozoic cooling. - Nature, 465, 7295, 211-214
Willenbring, J., von Blanckenburg, F.
- (2010): Meteoric cosmogenic Beryllium-10 adsorbed to river sediment and soil: applications for Earth-surface dynamics.- Earth-Science Reviews, 98, 1-2, 105-122
Willenbring, J. K., von Blanckenburg, F.
- (2012): Earth surface erosion and weathering from the 10Be (meteoric)/9Be ratio. - Earth and Planetary Science Letters, 351, 352, 295-305
von Blanckenburg, F., Bouchez, J., Wittmann, H.
- (2012): The dependence of meteoric 10Be concentrations on particle size in Amazon River bed sediment and the extraction of reactive 10Be/9Be ratios. - Chemical Geology, 318-319, 126-138
Wittmann, H., von Blanckenburg, F., Bouchez, J., Dannhaus, N., Naumann, R., Christl, M., Gaillardet, J.
