Spatially averaged erosion rates of small catchments can be accurately inferred from the concentrations of cosmogenic nuclides in stream sediment. Here we test this technique at two catchments by comparing erosion rates inferred from cosmogenic nuclides with rates of alluvial fan deposition over the past 16,000 years. These two independent estimates agree within one standard error, demonstrating that cosmogenic nuclide signatures of stream sediment can be used to measure spatially averaged long-term erosion rates. Using this technique, we show that long-term erosion rates are an exponential function of average hillslope gradient at these sites.

One of the most debated topics in stone-age archaeology is the date of the earliest human occupation of Europe. This has been frustratingly hard to establish, because the ages of the oldest-known occupation sites are hard to pin down with precision, and the sites contain stone tools rather than human remains. Now there is something more solid to go on, with the discovery of a human lower jaw associated with stone tools and animal bones from the Sima del Elefante cave deposit at the famous complex of fossil-human-bearing sites at Atapuerca in northern Spain. The finds have been dated to between 1.1 and 1.2 million years old using a variety of dating techniques. Of course it's impossible to know if these hominins were the first Europeans, but this site is certainly the oldest and most accurately dated record of human occupation in western Europe. The cover shows the key find, mandible fragment ATE9-1, now in the Centro Nacional de Investigación sobre la Evolución Humana, in Burgos. The discovery of a human lower jaw associated with stone tools and animal bones from the Sima del Elefante in northern Spain is reported. The finds have been dated to between 1.1 and 1.2 million years using a variety of dating techniques, making the site the oldest and most accurately dated record of human occupation in Europe. The earliest hominin occupation of Europe is one of the most debated topics in palaeoanthropology. However, the purportedly oldest of the Early Pleistocene sites in Eurasia lack precise age control and contain stone tools rather than human fossil remains1,2,3,4,5. Here we report the discovery of a human mandible associated with an assemblage of Mode 1 lithic tools and faunal remains bearing traces of hominin processing, in stratigraphic level TE9 at the site of the Sima del Elefante, Atapuerca, Spain6,7,8. Level TE9 has been dated to the Early Pleistocene (approximately 1.2–1.1 Myr), based on a combination of palaeomagnetism, cosmogenic nuclides and biostratigraphy. The Sima del Elefante site thus emerges as the oldest, most accurately dated record of human occupation in Europe, to our knowledge. The study of the human mandible suggests that the first settlement of Western Europe could be related to an early demographic expansion out of Africa. The new evidence, with previous findings in other Atapuerca sites (level TD6 from Gran Dolina9,10,11,12,13), also suggests that a speciation event occurred in this extreme area of the Eurasian continent during the Early Pleistocene, initiating the hominin lineage represented by the TE9 and TD6 hominins.

Research Article| July 01, 2001 Mountain erosion over 10 yr, 10 k.y., and 10 m.y. time scales James W. Kirchner; James W. Kirchner 1Department of Earth and Planetary Science, University of California, Berkeley, California 94720-4767, USA Search for other works by this author on: GSW Google Scholar Robert C. Finkel; Robert C. Finkel 2Center for Accelerator Mass Spectrometry, Lawrence Livermore National Laboratory, Livermore, California 94550, USA Search for other works by this author on: GSW Google Scholar Clifford S. Riebe; Clifford S. Riebe 1Department of Earth and Planetary Science, University of California, Berkeley, California 94720-4767, USA Search for other works by this author on: GSW Google Scholar Darryl E. Granger; Darryl E. Granger 3Department of Earth and Atmospheric Sciences, Purdue University, West Lafayette, Indiana 47907-1397, USA Search for other works by this author on: GSW Google Scholar James L. Clayton; James L. Clayton 4Rocky Mountain Experiment Station, U.S. Department of Agriculture Forest Service, Boise, Idaho 83702, USA Search for other works by this author on: GSW Google Scholar John G. King; John G. King 4Rocky Mountain Experiment Station, U.S. Department of Agriculture Forest Service, Boise, Idaho 83702, USA Search for other works by this author on: GSW Google Scholar Walter F. Megahan Walter F. Megahan 5National Council for Air and Stream Improvement, Sequim, Washington 98382, USA Search for other works by this author on: GSW Google Scholar Geology (2001) 29 (7): 591–594. https://doi.org/10.1130/0091-7613(2001)029<0591:MEOYKY>2.0.CO;2 Article history received: 10 Nov 2000 rev-recd: 01 Mar 2001 accepted: 13 Mar 2001 first online: 02 Jun 2017 Cite View This Citation Add to Citation Manager Share Icon Share Facebook Twitter LinkedIn MailTo Tools Icon Tools Get Permissions Search Site Citation James W. Kirchner, Robert C. Finkel, Clifford S. Riebe, Darryl E. Granger, James L. Clayton, John G. King, Walter F. Megahan; Mountain erosion over 10 yr, 10 k.y., and 10 m.y. time scales. Geology 2001;; 29 (7): 591–594. doi: https://doi.org/10.1130/0091-7613(2001)029<0591:MEOYKY>2.0.CO;2 Download citation file: Ris (Zotero) Refmanager EasyBib Bookends Mendeley Papers EndNote RefWorks BibTex toolbar search Search Dropdown Menu toolbar search search input Search input auto suggest filter your search All ContentBy SocietyGeology Search Advanced Search Abstract We used cosmogenic 10Be to measure erosion rates over 10 k.y. time scales at 32 Idaho mountain catchments, ranging from small experimental watersheds (0.2 km2) to large river basins (35 000 km2). These long-term sediment yields are, on average, 17 times higher than stream sediment fluxes measured over 10–84 yr, but are consistent with 10 m.y. erosion rates measured by apatite fission tracks. Our results imply that conventional sediment-yield measurements—even those made over decades—can greatly underestimate long-term average rates of sediment delivery and thus overestimate the life spans of engineered reservoirs. Our observations also suggest that sediment delivery from mountainous terrain is extremely episodic, sporadically subjecting mountain stream ecosystems to extensive disturbance. You do not have access to this content, please speak to your institutional administrator if you feel you should have access.

Research Article| July 01, 2009 Beyond threshold hillslopes: Channel adjustment to base-level fall in tectonically active mountain ranges William B. Ouimet; William B. Ouimet 1Department of Geology, Colorado College, Colorado Springs, Colorado 80903, USA Search for other works by this author on: GSW Google Scholar Kelin X Whipple; Kelin X Whipple 2School of Earth and Space Exploration, Arizona State University, Tempe, Arizona 85287-1404, USA Search for other works by this author on: GSW Google Scholar Darryl E. Granger Darryl E. Granger 3Department of Earth and Atmospheric Sciences, Purdue University, West Lafayette, Indiana 47907, USA Search for other works by this author on: GSW Google Scholar Geology (2009) 37 (7): 579–582. https://doi.org/10.1130/G30013A.1 Article history received: 08 Jan 2009 rev-recd: 08 Jan 2009 accepted: 28 Jan 2009 first online: 02 Mar 2017 Cite View This Citation Add to Citation Manager Share Icon Share Facebook Twitter LinkedIn MailTo Tools Icon Tools Get Permissions Search Site Citation William B. Ouimet, Kelin X Whipple, Darryl E. Granger; Beyond threshold hillslopes: Channel adjustment to base-level fall in tectonically active mountain ranges. Geology 2009;; 37 (7): 579–582. doi: https://doi.org/10.1130/G30013A.1 Download citation file: Ris (Zotero) Refmanager EasyBib Bookends Mendeley Papers EndNote RefWorks BibTex toolbar search Search Dropdown Menu toolbar search search input Search input auto suggest filter your search All ContentBy SocietyGeology Search Advanced Search Abstract Numerous empirical and model-based studies argue that, in general, hillslopes and river channels increase their gradients to accommodate high rates of base-level fall. To date, however, few data sets show the dynamic range of both these relationships needed to test theoretical models of hillslope evolution and river incision. Here, we utilize concentrations of 10Be in quartz extracted from river sand on the eastern margin of the Tibetan Plateau to explore relationships among short-term (102–105 a) erosion rate, hillslope gradient, and channel steepness. Our data illustrate nonlinear behavior and a threshold in the relationship between erosion rate and mean hillslope gradient, confirming the generalization that hillslopes around the world are limited by slope stability and cease to provide a metric for erosion at high rates (>~0.2 mm/a). The relationship between channel steepness index and erosion rate is also nonlinear, but channels continue to steepen beyond the point where threshold hillslopes emerge up to at least 0.6 mm/a, demonstrating that channel steepness is a more reliable topographic metric than mean hillslope gradient for erosion rate and that channels ultimately drive landscape adjustment to increasing rates of base-level fall in tectonically active settings. You do not have access to this content, please speak to your institutional administrator if you feel you should have access.

Dating sediment burial over million-year time scales is crucial in many areas of the Earth sciences and archeology, but is often difficult using traditional techniques. Sediment burial can be dated by the radioactive decay of cosmogenic nuclides, provided that the sediment was exposed to cosmic rays prior to burial. Dating calculations are straightforward if sediment is buried deeply and rapidly enough to prevent cosmogenic nuclide production after burial. However, the analysis can be complicated by postburial production if sediment is insufficiently shielded from secondary cosmic-ray nucleons and muons. This paper discusses how buried sediments can be dated over timescales up to 5 Myr using 26Al and 10Be in quartz.