Skip to main content

Estimating calcium weathering rates and future lake calcium concentrations in the Muskoka–Haliburton region of Ontario

Buy Article:

$50.00 plus tax (Refund Policy)


Calcium (Ca) concentrations in surface waters on the Precambrian Shield are determined primarily by the Ca weathering rate in soil, which requires extensive soil data that generally do not exist. From a water chemistry database comprising approximately 550 lakes in south-central Ontario, Canada, 130 lakes were selected with low Ca concentrations (Ca < 75 µmol·L–1). Calcium weathering is primarily dominated by silicate minerals such as plagioclase and hornblende, allowing the use of Ca–sodium (Na) ratios in lake water to estimate Ca weathering rates. Soil profile data at seven sites indicated that the Ca–Na ratio from mineral weathering is 0.86; correspondingly, Ca weathering rates in lakes ranged from 0.04 to 0.24 kmol·ha–1·year–1 (median of 0.09 kmol·ha–1·year–1). This compares with a range of 0.06–0.24 kmol·ha–1·year–1 (median of 0.14 kmol·ha–1·year–1) obtained using the steady-state water chemistry model. Using these methods to bound potential weathering rates, Ca concentrations in individual lakes at steady state are predicted to decline by 10%–40% compared with current values. Dynamic soil hydrochemical model predictions indicate that Ca concentrations in lakes will be considerably lower than these steady-state predictions within decades if timber harvesting occurs in the drainage basins.

Les concentrations de calcium (Ca) dans les eaux superficielles du Bouclier précambrien peuvent s’expliquer principalement par le taux de météorisation du Ca dans les sols; pour ce faire, il faut obtenir d’importantes données sur les sols, mais celles-ci n’existent généralement pas. Nous avons retenu 130 lacs à faible concentration de Ca (Ca < 75 µmol·L–1) dans une banque de données de 550 lacs du centre-sud de l’Ontario. La météorisation du calcium est surtout dominée par les minéraux silicatés, tels que les plagioclases et la hornblende, ce qui permet d’utiliser les rapports Ca–sodium (Na) dans l’eau des lacs pour estimer les taux de météorisation du Ca. Des données de profils des sols dans sept sites indiquent que le rapport Ca–Na dû à la météorisation minérale est de 0,86; les taux correspondants de météorisation dans les lacs varient donc de 0,04 à 0,24 kmol·ha–1·an–1 (médiane de 0,09 kmol·ha–1·an–1). Ces valeurs sont comparables à l’étendue de 0,06 à 0,24 kmol·ha–1·an–1 (médiane de 0,14 kmol·ha–1·an–1) obtenue à l’aide du modèle de chimie de l’eau à l’état d’équilibre (« steady-state water chemistry model »). En utilisant ces méthodes pour établir les limites des taux potentiels de météorisation, nous prédisons que les concentrations de Ca dans les lacs individuels à l’état d’équilibre vont décliner de 10–40 % par rapport aux valeurs actuelles. Les prédictions d’un modèle dynamique d’hydrochimie des sols indiquent que les concentrations de Ca dans les lacs seront considérablement plus basses que ces prédictions à l’état d’équilibre dans quelques décennies s’il y a des coupes forestières dans les bassins versants.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: May 1, 2008

More about this publication?
  • Published continuously since 1901 (under various titles), this monthly journal is the primary publishing vehicle for the multidisciplinary field of aquatic sciences. It publishes perspectives (syntheses, critiques, and re-evaluations), discussions (comments and replies), articles, and rapid communications, relating to current research on cells, organisms, populations, ecosystems, or processes that affect aquatic systems. The journal seeks to amplify, modify, question, or redirect accumulated knowledge in the field of fisheries and aquatic science. Occasional supplements are dedicated to single topics or to proceedings of international symposia.
  • Information for Authors
  • Submit a Paper
  • Subscribe to this Title
  • Terms & Conditions
  • Sample Issue
  • Reprints & Permissions
  • Ingenta Connect is not responsible for the content or availability of external websites

Access Key

Free Content
Free content
New Content
New content
Open Access Content
Open access content
Subscribed Content
Subscribed content
Free Trial Content
Free trial content
Cookie Policy
Cookie Policy
Ingenta Connect website makes use of cookies so as to keep track of data that you have filled in. I am Happy with this Find out more