Frame Lake находится в городе Йеллоунайф , Северо-Западные территории , Канада. Это 84-га (210-акров) бессточный [2] пресноводный водоем, расположенный между центральной частью города и более крупным жилым районом. Его окружает тропа Frame Lake Trail, а на его берегах находятся здание мэрии и территориального законодательного собрания .
Образованный талой водой после окончания висконсинского оледенения 20 000 лет назад, Фрейм был важной частью истории Йеллоунайфа. Дене в этом районе использовали его как место для рыбалки до европейского поселения. В первые годы роста города золотые прииски поблизости сбрасывали в него отходы , а иногда и сточные воды. Позже, когда Новый город города, ныне его центральная часть, был обследован и застроен поблизости, Фрейм предлагал доступные возможности для плавания и катания на лодках.
Однако ливневые стоки отвели большую часть стока , который его питал. [4] Более позднее развитие заблокировало единственный сток озера, сделав его бессточным [Примечание 1] и усложнив проблемы, вызванные более ранним загрязнением . К началу 1970-х годов в нем больше не водилась рыба; в течение двух десятилетий жители перестали плавать или кататься на лодках из-за страха перед пиявками . [5] Последующие исследования показали, что озеро полностью эвтрофировалось где-то в середине 1990-х годов. Однако они не смогли определить, было ли это связано с изменением климата , загрязнением или какой-то комбинацией того и другого; существует вероятность, что озеро всегда находилось в более высоком трофическом состоянии, чем другие в этом районе.
Некоторые жители города агитировали за усилия по восстановлению озера, чтобы оно снова стало местом для пловцов, рыболовов и лодочников в теплую погоду. Для этого необходимо будет повторно насытить воду кислородом до такой степени, чтобы рыба снова могла обитать в ее водах. Этого можно достичь либо аэрацией , либо дноуглубительными работами , которые удалят накопленные гнилые органические вещества на дне озера, которые в настоящее время делают его бескислородным, когда озеро замерзает зимой.
Озеро Фрейм имеет неправильную форму, с северной и южной частями вдоль оси с северо-северо-востока на юго-юго-запад длиной около 1,4 км (0,87 миль), соединенными более узким центральным проходом на полпути по его длине, где широкий полуостров простирается от западного берега, а рукав простирается примерно на 500 метров (1600 футов) на восток, изгибаясь на север. В своих самых широких береговых линиях обе части находятся примерно на одинаковом расстоянии друг от друга. В озере расположены пять небольших островов, три в северной части и два в южной части. [3] Его общая площадь поверхности составляет 84 гектара (210 акров). [2]
Озеро находится на высоте 186 метров (610 футов). Окружающая местность слегка волнистая, некоторые из небольших холмов поблизости достигают высоты 207 метров (679 футов), а один из островов поднимается до 197 метров (646 футов). Два безымянных ручья впадают в озеро к югу от полуострова на западной стороне. Северный из двух берет начало в дренажных канавах, окружающих взлетно-посадочные полосы аэропорта Йеллоунайф в 1,6 километрах (1,0 мили) к западу, осушая пруд Робинсона [6] по пути к озеру Фрейм; южный в значительной степени был канализирован , осушая озеро Рэндж в 600 метрах (2000 футов) к западу, которое само питается ручьем такой же короткой длины, впадающим в него с запада. [7]
Окружающая местность, а также острова, в основном представляют собой таежный лес, среди преимущественно голых выходов коренных пород Канадского щита , типичных для района Йеллоунайфа. Голые скалы преобладают на береговой линии, за исключением некоторых мелководных заливов с зарослями водорослей. [2] На восточном берегу, около южного конца озера, находится заросшая песчаная зона, называемая пляжем МакНивен, [6] в честь первого мэра города. [8]
Развитые районы Йеллоунайфа образуют букву «V» вокруг озера. На восточной стороне и южном берегу рукава находится Новый город, современный центр города. [ 9] Общественные здания, такие как здание мэрии, местная штаб-квартира Королевской канадской конной полиции и штаб-квартира Северного округа Канадских вооруженных сил в Йеллоунайфе , расположены вдоль южной стороны рукава, их газоны доходят почти до края озера. [10]
К югу от мэрии вдоль берега озера находится парк Сомба-Ке, открытое пространство с единственной полностью освоенной частью береговой линии. За ним тайга и коренные породы отделяют озеро от города, за исключением тупика жилой дороги Матонаби. Трейл Фрейм-Лейк, частично вымощенная тропа длиной 5,5 км (3,4 мили), идет вдоль береговой линии мимо обширной лесной зоны. К югу от пляжа МакНивен находится рекреационный комплекс с ареной и бассейном, снова близко к кромке воды. [11]
На южном конце озера находится еще один жилой район, за которым следует скалистая местность, отделяющая региональную больницу Стэнтона. [11] Коммерческая застройка вдоль Old Airport Road также находится неподалеку, а сама дорога идет вдоль части юго-западного берега озера на протяжении 100 метров (330 футов). [12] После того, как она поворачивает на запад, северо-западная сторона и северный конец озера представляют собой тайгу и скальные породы между Frame и близлежащими Robinson's Pond и Jackfish Lake, и только тропа идет вдоль них. [9]
Среди парковой местности на северо-восточном углу озера и северного берега западного рукава стоят два других крупных общественных здания: Северный центр наследия принца Уэльского и Здание законодательного собрания Северо-Западных территорий . Они соединены тропами и проездами через промежуточную тайгу и коренную породу. Дамба переносит тропу озера Фрейм через кончик рукава, где Центр посетителей Северной границы выходит на озеро. [13]
Образованное отступлением ледников в конце последнего ледникового периода, озеро Фрейм оставалось относительно чистым озером, даже когда территория была заселена и современное развитие вторглось в него. Однако закрытие его единственного стока около 1970 года быстро привело к его упадку и эвтрофикации . К концу 20-го века оно больше не могло поддерживать рыбу и не использовалось в основных рекреационных целях. Попытки возродить его начались в 2010-х годах.
Как и многие озера Северо-Западных территорий (СЗТ), Фрейм имеет ледниковое происхождение. Во время Висконсинского оледенения , последнего ледникового периода , ледники покрывали почти всю сегодняшнюю Западную Канаду . Когда они отступали около 20 000 лет назад, они оставили после себя большие озера талой воды. Одно из них, известное сегодня как озеро Макконнелл , покрывало почти всю западную часть СЗТ, а также прилегающие регионы того, что сейчас является Альбертой и Саскачеваном . К 8000 лет назад оно осушилось и испарилось до такой степени, что остались только небольшие остатки, такие как Атабаска , Большое Медвежье и Большое Невольничье озеро . Наряду с этими большими озерами были и более мелкие озера, такие как Фрейм, где мелкий песок, скапливавшийся в углублениях, образовывал ложе озера. [6]
Использование озера человеком началось с племени дене , первых наций в регионе, чьи предки поселились там около 7500 лет назад. [14] Группа Йеллоунайф, которая позже дала свое имя городу, обнаружила, что озеро изобилует щуками , щуками и сигами . Хотя они не поселились на его берегах, они основали там рыболовный лагерь. [15] [16]
Потомки европейских поселенцев начали прибывать в район озера в начале 20-го века, сначала используя его как промежуточную площадку для пилотов, летающих в шахтерские лагеря и поселения дальше на север. В середине 1930-х годов обильные месторождения золота в этом районе послужили толчком к созданию Йеллоунайфа как постоянного поселения. Хотя в то время развитие было сосредоточено на полуострове, простирающемся до залива Йеллоунайф Большого Невольничьего озера , района, известного сегодня как Старый город, более поздний анализ озерных отложений подтверждает рассказы того времени о том, что озеро Фрейм использовалось для утилизации хвостов и сточных вод с отдаленных шахт. [5] Озеро получило свое название от Билла Фрейма, одного из первых шахтеров, который владел частью городской автобусной и таксомоторной франшизы. [1]
Рост Йеллоунайфа был ненадолго прерван Второй мировой войной , но когда он возобновился, для расширения была выбрана возвышенность ближе к озеру. Район к востоку от озера стал Новым городом, сегодня это центр города. Пляж МакНивен, названный в честь первого мэра города, был развит с удобствами для купания; иногда поблизости приземлялись и гидросамолеты . [8] Жители также катались на лодках по озеру. [17]
В то же время стоки от штормов приносили в озеро все более богатые питательными веществами воды. В холодные месяцы, когда поверхность озера не замерзала, город сбрасывал в озеро выпаханный снег, добавляя еще больше питательных веществ. [16] Сточные воды, сбрасываемые в близлежащее озеро Нивен, активно использовавшееся для этой цели в течение почти 35 лет послевоенного роста Йеллоунайфа, также могли попадать в Фрейм, предлагая больше питательных веществ. [17]
К началу 1970-х годов было отмечено снижение уровня озера. Более позднее исследование кафедры наук о Земле Карлтонского университета пришло к выводу, что строительство дамбы в 1970 году через конец восточного рукава озера стало «переломным моментом» для озера Фрейм. Оно перекрыло ручей между ним и озером Нивен на севере, единственный выход, который озеро имело во времена обитания человека в этом районе. Из-за отсутствия водопропускной способности уровень питательных веществ в толще воды повысился, питая водные растения в летнее время. Однако зимой, когда озеро замерзало и снежный покров блокировал большую часть ограниченного доступного солнечного света, [Примечание 2] эти же растения погибали из-за отсутствия способности к фотосинтезу . Разложившиеся растительные вещества начали накапливаться на дне озера, постоянно дезоксигенируя его воды. [16]
В лимнологическом исследовании 1973 года семи озер в районе Йеллоунайфа, включая Фрейм, для возможного экспериментального рыболовства ученые из Совета по исследованию рыболовства отметили, что Фрейм был единственным, в котором им не удалось поймать ни одной рыбы для изучения. [18] За предыдущую зиму они также заметили, что озеро «быстро стало бескислородным ». [19]
По мере того, как уровень озера снижался, развитие приближалось. Йеллоунайф построил свою нынешнюю ратушу на краю озера в 1975 году, а Центр Северного наследия принца Уэльского , территориальный музей, последовал за ним четыре года спустя. Некоторое время спустя в том же десятилетии количество пловцов на пляже МакНивен сократилось настолько, что городу пришлось убрать там сооружения, поскольку сам пляж начал зарастать травой. [17]
Жители все еще плавали и катались на лодках в озере в начале 1980-х годов, но в меньших количествах. Некоторых отпугивали сообщения о пиявках , которые в одном случае якобы покрыли всего ребенка. Местный журналист вспоминал в 2015 году, как ему приходилось быть осторожным, чтобы избежать глубоких, зловонных отложений, когда он ловил головастиков на мелководье около своего дома в то время. Позже, по мере роста города, район Frame Lake South был застроен для жилых и коммерческих целей. [17] Ливневая канализация, установленная для этих проектов, отводила сток , который когда-то питал озеро, увеличивая концентрацию питательных веществ в воде. [4]
Законодательное собрание Северо-Западных территорий переехало в новое здание , спроектированное так, чтобы сохранить как можно больше первоначальной береговой линии и растительности, [20] на северном берегу озера в 1993 году. К тому времени все рекреационное использование самого озера прекратилось. Многие жители были слишком осторожны с пиявками, которые процветали в озере в отсутствие охотящейся на них рыбы, чтобы заходить в воду. [16] Вместо этого озеро стало центром 5,5-километровой (3,4 мили) тропы Frame Lake Trail, частично вымощенной тропы вокруг всей береговой линии, которая вскоре стала популярной для прогулок и пробежек. [5]
В 2007 году подготовленный для города отчет по охране природы назвал озеро Фрейм его главным приоритетом и предложил ввести специальное природоохранное зонирование для его защиты. [21] В течение следующего десятилетия жители начали заново открывать для себя озеро Фрейм. «Как город, мы в значительной степени оторвались от этой маленькой жемчужины среди нас», — написал Мэтью Маллон в YK_Edge , местной еженедельной газете. Новые жители, по его словам, с недоверием отнеслись к его воспоминаниям о плавании и парусном спорте на озере в детстве. [17] В 2013 году другой местный житель организовал уборку в День Канады и искупался в озере, заявив, что опасения по поводу мышьяка и пиявок в воде были преувеличены. [8]
Исследование Карлтона, проведенное в рамках гранта Tides Canada [15] и Королевского банка Канады в 2015 году, установило, что озеро стало сокращаться более стремительно с 1970 года, и описало, как это произошло. Оно продолжит измерять деградацию озера на ежегодной основе, чтобы сформировать основу для рекомендаций по политике возрождения озера. [16] В настоящее время исследователи полагают, что либо выемка гнилых осадков со дна озера, либо аэрация наилучшим образом восстановят качество воды ранних лет. [17]
Озеро в основном залегает под смесью вулканических и плутонических магматических пород . Большая его часть представляет собой тот же пояс архейского базальта- зеленого камня , который преобладает в районе Йеллоунайфа. Через центральную часть с северо-северо-востока, под центром наследия и зданием Законодательного собрания, на юго-юго-запад проходит узкий пояс дацита, окруженный двумя габбровыми силлами (один из которых образует самый большой остров), с еще большим количеством дацита под центром для посетителей и южной из двух точек западного полуострова. Небольшие дайки диабаза проходят через различные части коренной породы , причем самая большая образует возвышенную область в юго-восточном углу озера. В некоторых областях видны кварцевые интрузии. [6]
Два локальных разлома пересекают южный конец озера. Поток из пруда Робинсона течет вдоль разлома Пуд, который продолжается через дно озера до пляжа МакНивен. На южном конце находится более крупный разлом Кам, который, когда был активен, имел такой же потенциал землетрясений, как разлом Сан-Андреас в американском штате Калифорния . Он отделяет базальт от области более легкого гранита и гранодиорита между озером и больницей. [6]
Также имеются видимые признаки ледникового происхождения озера. К югу от парка Сомба-Ке на восточном берегу скала имеет борозды и следы размыва в направлении с северо-востока на юго-запад по мере продвижения ледников. Мелкий песок на дне озера также является ледниковым остатком. [6] В некоторых районах вокруг края озера земля покрыта вечной мерзлотой на средней глубине 15 метров (49 футов). [20]
Там, где почва существует вокруг озера, она в основном состоит из ила и глины, в отличие от песка соседнего Нового города. Она не поддерживает здания и не уступает место коренной породе на одинаковой глубине. Военное здание и центр для посетителей столкнулись с трудностями строительства из-за этого. [20]
Было два значительных периода изучения озера Фрейм. Один, в начале 1970-х годов, изучал его воду. Другие, в середине 2010-х годов, изучали отложения, чтобы определить, как озеро достигло той точки, в которой оно находилось к тому времени.
В 1971 году, сразу после того, что более позднее исследование определило как момент, когда эвтрофикация озера началась всерьез, MC Healey и WL Woodall, два исследователя из Fisheries Research Board of Canada , рассматривали Frame в лимнологическом исследовании семи озер в Йеллоунайфе и его окрестностях, которые их агентство рассматривало в качестве мест для экспериментального рыболовства. Среди других изученных были более крупное озеро Кам на юге и пять других за пределами города. Их анализ, опубликованный в 1973 году, показал, что, хотя качество воды Frame было все еще достаточно хорошим для поддержания рекреационного использования, которое все еще имело место, уже были некоторые признаки упадка.
Химический анализ воды показал сходство с озером Кам. Как и более крупное озеро, оно имело заметно щелочной pH 8,5, что отражает более высокую концентрацию солей, и удельную проводимость 332, что значительно ниже Кама, но примерно в три раза больше значений, полученных для других четырех озер. Уровни кальция , магния , калия и натрия в нем были выше, чем в любом другом озере, кроме Кама, и у него были самые высокие уровни бикарбоната - 132,4 мг/л. [22] Было обнаружено, что озеро в целом изотермично , хотя его глубины значительно остыли в августе, когда был взят последний из двух образцов. В воде все еще было много кислорода. Исследователи приписали высокую биохимическую потребность Фрейма в кислороде и «особые химические характеристики» не только близости к центру города, но и использованию городами озера в качестве свалки для сброшенного снега. [19]
«В озере Фрейм было самое необычное для региона видовое сообщество», — написали они о результатах своих исследований зоопланктона . [23] Daphnia middendoffiana , единственный вид Cladocera, обнаруженный во Фрейме, присутствовал только в этом озере из семи. Аналогично, несколько веслоногих рачков — Heterecope sententrionalis , Diaptomus pribilofensis и leptopus — были уникальными для Фрейма. Cyclops vernalis был единственным видом, который озеро разделяло с другими. [24] «Виды в озере Фрейм типичны для озер к западу от континентального водораздела , на Аляске или севере Британской Колумбии , но крайне редки к востоку от водораздела», — отметили они. [23]
Виды бентоса в Фрейме были более похожи на другие озера. Фрейм разделял с другими озерами высокую популяцию моллюсков , преимущественно семейств Sphaeriidae и Valvatidae . [25] Однако Lymnaeidae были уникальны для него. Популяции насекомых вокруг озера представлены некусающими мошками , особенно подсемействами Chironominae и Tanypodinae . Хили и Вудалл также обнаружили в озере значительные популяции поденок , стрекоз и водных лодок . [26]
Они не нашли ни одной рыбы, единственное из семи озер, где это имело место. Тем не менее, Фрейм зарегистрировал самый высокий показатель биомассы из семи озер, 7,32 грамма сухого веса на квадратный метр ложа, более чем в три раза превышающий второй по величине показатель, во второй из двух периодов отбора проб летом 1971 года. В то же время эта биомасса имела самое низкое содержание золы среди всех исследованных озер. [18]
Хили и Вудолл не смогли проанализировать какие-либо отложения под водой на глубине более одного метра (3,3 фута), поскольку частицы были слишком мелкими для просеивателя Экмана, который они использовали. [2] В 2013 году Сара Шенстоун-Харрис, студентка Торонтского университета , проходящая стажировку в Центре глобальной климатической науки, смогла проанализировать отложения. Она изучила диатомовые водоросли в них, чтобы попытаться выяснить, сыграло ли изменение климата роль в упадке озера. Если да, то она также спросила, когда произошло это изменение, и возможно ли восстановить качество воды в озере до уровня, сопоставимого с тем, что было до основания Йеллоунайфа? [27]
Шенстоун-Харрис начала с наблюдения, что субарктические озера, как правило, проявляли большую чувствительность к изменению климата из-за изменений в количестве ледяного покрова. Эти стрессы могли усугубляться для субарктических озер в городской местности, сталкивающейся с более высокими уровнями загрязнения из ряда различных источников, таких как Frame. Ее исследование было палеолимнологическим , с упором на виды водорослей, присутствовавших в озере в разное время в недавнем прошлом. Она взяла керновые образцы осадка до 17 сантиметров (6,7 дюйма) и датировала их по уровням свинца-210 . После того, как их возраст был установлен, она изучила останки диатомовых водорослей, поскольку виды водорослей в воде могут отражать изменения окружающей среды, и подсчитала соотношение стоматоцист хризофитов , чтобы установить уровни питательных веществ в воде в то время. [27]
Из-за растворения диатомовых водорослей на самом нижнем уровне взятых осадков Шенстоун-Харрис не смогла установить данные за годы ранее 1943 года, что сделало невозможным установление желаемой исходной линии для озера Фрейм до заселения. Однако ей удалось установить, что озеро всегда находилось в состоянии высокой трофии , даже до того, как оно стало полностью эвтрофированным к середине-концу 1990-х годов. Этому предшествовала быстрая замена эпифитных видов на бентосные около 1990 года. [27]
Шенстоун-Харрис не было ясно, что это событие было результатом изменения климата. С 1956 по 1992 год, когда велись записи, ледяной покров на озере оставался относительно стабильным в течение всей зимы, однако количество Cyclotella и Fragliaria , двух родов , виды которых, как было показано, реагируют на изменение ледяного покрова и потепление климата, значительно варьировалось. Это навело ее на мысль, что хотя изменение климата может быть фактором упадка озера, оно не единственное. Вместо этого изменение видов около 1990 года указывало на изменение микросреды обитания в прибрежной зоне , потерю макрофитов и мхов , как на основную ответственность за опрокидывание озера в его нынешнее эвтрофное состояние. Однако отсутствие данных о ледяном покрове с 1992 года и ее неспособность определить состояние озера до образования Йеллоунайфа смягчили этот вывод. «В качестве альтернативы», — написала она, — «озеро Фрейм может быть субарктической аномалией и всегда было богато питательными веществами» [27] .
В 2015 году команда Карлтона смогла изучить отложения. Они обнаружили, что период с конца 1940-х по 1970 год добавил полметра (20 дюймов) осадка на дно озера, больше, чем у любого другого озера в регионе. Над ним 10 сантиметров (3,9 дюйма) осадка, образовавшегося после дамбы, были «черными, с сернистым запахом и характеризовались очень высоким содержанием металлов, в частности мышьяка ». [16] Они соответствуют участкам осадка, которые Мэллон вспомнил о своем юношеском отдыхе на озере в своей статье 2015 года, отметив, что «я все еще отчетливо чувствую липкие объятия этого вещества на моих ногах» (хотя сопроводительная врезка другого репортера предположила, что осадки могут быть результатом обратного слива сточных вод из озера Нивен). [17]
Медиа, связанные с Frame Lake на Wikimedia Commons
.svg/1280px-Maple_Leaf_(from_roundel).svg.png){kind=small}