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Denudation Variability of the Sila Massif Upland (Italy) from decades to millennia using 10 be and 239+240 Pu
Land Degradation & Development ( IF 4.7 ) Pub Date : 2018-09-02 , DOI: 10.1002/ldr.3120
Gerald Raab 1 , Fabio Scarciglia 2 , Kevin Norton 3 , Dennis Dahms 4 , Dagmar Brandová 1 , Raquel de Castro Portes 1 , Marcus Christl 5 , Michael E. Ketterer 6 , Annina Ruppli 1 , Markus Egli 1
Affiliation  

Landscapes and soils evolve in non‐linear ways over millennia. Current knowledge is incomplete as only average denudation (or erosion) rates are normally estimated, neglecting the temporal discontinuities of these processes. The determination of regressive and progressive phases of soil evolution is important to our understanding of how soils and landscapes respond to environmental changes. The Sila Massif (Italy) provides a well‐defined geomorphological and geological setting to unravel temporal variations in soil redistribution rates. We used a combination of in situ cosmogenic radionuclide measurements (10Be) along tor (residual rock) height profiles, coupled with fallout radionuclides (239+240Pu) in soils, to model soil denudation rates over the last 100 ka. We measured rates prior to the Last Glacial Maximum (LGM) of ≤30 t km−2 yr−1 (~0.036 mm yr−1). Following the LGM, during the transition from the Pleistocene to the Holocene, these rates increased to ~150–200 t km−2 yr−1 and appeared to be above soil production rates, causing regressive soil evolution. For the last ~50 years, we even describe erosion rates of ≥1,000 t km−2 yr−1 (~1.23 mm yr−1) and consider human impact as the decisive factor for this development. Consequently, the natural soil production rates cannot cope with the current erosion rates. Thus, a distinct regressive phase of soil formation exists, which will give rise to shallowing of soils over time. Overall, our multimethod approach traced denudation and erosion histories over geologic and human timescales and made a new archive to soil science and geomorphology accessible.

中文翻译:

使用 10 be 和 239+240 Pu 的 Sila Massif 高地(意大利)从几十年到几千年的剥蚀变化

数千年来,景观和土壤以非线性方式演变。目前的知识是不完整的,因为通常只估计平均剥蚀(或侵蚀)率,而忽略了这些过程的时间不连续性。确定土壤演化的退化和渐进阶段对于我们理解土壤和景观如何响应环境变化非常重要。Sila Massif(意大利)提供了明确的地貌和地质环境,以揭示土壤再分配率的时间变化。我们使用沿 tor(残余岩石)高度剖面的原位宇宙放射性核素测量 (10Be) 结合土壤中的放射性核素 (239+240Pu) 来模拟过去 100 ka 的土壤剥蚀率。我们测量了末次盛冰期 (LGM) ≤ 30 t km−2 yr−1 (~0. 036 毫米年-1)。在 LGM 之后,在从更新世到全新世的过渡期间,这些速率增加到~150-200 t km-2 yr-1 并且似乎高于土壤生产速率,导致土壤退化。在过去的约 50 年中,我们甚至描述了≥1,000 t km−2 yr−1 (~1.23 mm yr−1) 的侵蚀率,并将人类影响视为这一发展的决定性因素。因此,自然土壤生产率无法应对当前的侵蚀率。因此,土壤形成存在明显的回归阶段,随着时间的推移,这将导致土壤变浅。总的来说,我们的多方法方法追踪了地质和人类时间尺度上的剥蚀和侵蚀历史,并为土壤科学和地貌学提供了一个新的档案。这些速率增加到~150-200 t km-2 yr-1 并且似乎高于土壤生产率,导致土壤退化演变。在过去的约 50 年中,我们甚至描述了≥1,000 t km−2 yr−1 (~1.23 mm yr−1) 的侵蚀率,并将人类影响视为这一发展的决定性因素。因此,自然土壤生产率无法应对当前的侵蚀率。因此,土壤形成存在明显的回归阶段,随着时间的推移,这将导致土壤变浅。总的来说,我们的多方法方法追踪了地质和人类时间尺度上的剥蚀和侵蚀历史,并为土壤科学和地貌学提供了一个新的档案。这些速率增加到~150-200 t km-2 yr-1 并且似乎高于土壤生产率,导致土壤退化。在过去的约 50 年中,我们甚至描述了≥1,000 t km−2 yr−1 (~1.23 mm yr−1) 的侵蚀率,并将人类影响视为这一发展的决定性因素。因此,自然土壤生产率无法应对当前的侵蚀率。因此,土壤形成存在明显的回归阶段,随着时间的推移,这将导致土壤变浅。总的来说,我们的多方法方法追踪了地质和人类时间尺度上的剥蚀和侵蚀历史,并为土壤科学和地貌学提供了一个新的档案。我们甚至描述了≥1,000 t km−2 yr−1 (~1.23 mm yr−1) 的侵蚀率,并将人类影响视为这一发展的决定性因素。因此,自然土壤生产率无法应对当前的侵蚀率。因此,土壤形成存在明显的回归阶段,随着时间的推移,这将导致土壤变浅。总的来说,我们的多方法方法追踪了地质和人类时间尺度上的剥蚀和侵蚀历史,并为土壤科学和地貌学提供了一个新的档案。我们甚至描述了≥1,000 t km−2 yr−1 (~1.23 mm yr−1) 的侵蚀率,并将人类影响视为这一发展的决定性因素。因此,自然土壤生产率无法应对当前的侵蚀率。因此,土壤形成存在明显的回归阶段,随着时间的推移,这将导致土壤变浅。总的来说,我们的多方法方法追踪了地质和人类时间尺度上的剥蚀和侵蚀历史,并为土壤科学和地貌学提供了一个新的档案。
更新日期:2018-09-02
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