stringtranslate.com

Альпийское озеро

Озеро Бланка в Вашингтоне , США, с характерной зеленоватой водой из ледниковой муки . Ледник Колумбия , видимый на заднем плане, является основным источником воды для этого озера.

Альпийское озеро — это высокогорное озеро в гористой местности, обычно вблизи или над линией деревьев , с длительными периодами ледяного покрова . Эти озера обычно представляют собой ледниковые озера , образовавшиеся в результате ледниковой деятельности (нынешней или в прошлом), но также могут образоваться в результате геологических процессов, таких как вулканическая активность ( вулканогенные озера ) или оползни ( барьерные озера ). Многие альпийские озера, питающиеся талой ледниковой водой , имеют характерный ярко -бирюзово- зеленый цвет из-за ледниковой муки , взвешенных минералов, полученных из ледника, разъедающего коренную породу . [1] Когда активные ледники не снабжают озеро водой, как, например, большинство альпийских озер Скалистых гор в Соединенных Штатах , озера все равно могут быть ярко-голубыми из-за отсутствия роста водорослей в результате низких температур и недостатка питательных веществ. сток с окружающей земли и отсутствие поступления наносов. Цвет и горное расположение высокогорных озер привлекают множество мест для отдыха.

Альпийское озеро в горах Серро-Бланко, Колорадо, 1874 год. Фотографии американского Запада, Бостонская публичная библиотека.

Альпийские озера — одни из самых распространенных типов озер на Земле. Только в Швейцарских Альпах насчитывается около 1000 высокогорных озер, большая часть которых образовалась после малого ледникового периода . [2] Поскольку глобальные температуры продолжают повышаться, по мере отступления ледников будет образовываться больше альпийских озер, которые будут обеспечивать больший сток в окружающие территории, а в существующих озерах произойдет больше биогеохимических изменений и экосистемных сдвигов. Трофическое состояние альпийского озера (т.е. уровень биологической продуктивности ) прогрессирует с возрастом (например, низкая продуктивность после образования и повышенная продуктивность по мере зрелости растительности и почвы в окружающем водоразделе), [3] , но антропогенные воздействия, такие как сельское хозяйство и изменение климата , быстро влияет на уровень продуктивности некоторых озер. [4] Эти озера являются чувствительными экосистемами и особенно уязвимы к изменению климата из-за резко выраженных изменений ледяного и снежного покрова. [5] Из-за важности альпийских озер как источников пресной воды для сельского хозяйства и человека, физические, химические и биологические реакции на изменение климата широко изучаются.

Физические характеристики

Формирование

Образование ледникового озера.

Обычно альпийские озера образуются в результате текущей или предыдущей ледниковой деятельности (так называемые ледниковые озера ), но также могут образовываться в результате других геологических процессов, таких как запруживание воды из-за потоков вулканической лавы или обломков, [6] [7] обрушение вулканического кратера, [ 8] или оползни . [9] Ледниковые озера образуются, когда ледник разъедает и вдавливает коренную породу при движении вниз по склону, а когда ледник отступает, впадины заполняются талой ледниковой водой и стоками. По этой причине эти озера обычно довольно глубокие, а некоторые озера глубиной в несколько сотен метров могут образоваться в результате процесса, называемого переуглублением . В горных долинах, где движение ледников образовало круговые впадины, когда вода становится плотиной, могут образовываться цирковые озера (или карпы). Когда из-за движения ледника происходит запруживание, такие озера называются моренными . Эти плотины из мусора могут быть очень устойчивыми или могут лопнуть, вызывая сильные наводнения, которые представляют значительную опасность для сообществ в альпийских горах, особенно в Гималаях . [1] Озера-котелки также образуются в результате отступления ледника, но образуются, когда часть льда откалывается от отступающего ледника, вызывает депрессию, а затем тает. Некоторые альпийские озера расположены во впадинах, образовавшихся из ледников, существовавших во время последнего ледникового периода , но больше не находящихся рядом с какими-либо ледниками и получающих свои источники из снега, дождя или грунтовых вод. [ нужна цитата ]

В последние годы резко увеличилось количество ледниковых альпийских озер. С 1990 по 2018 год количество ледниковых озер увеличилось на 53%, а общая площадь ледниковых озер увеличилась на 51% из-за глобального потепления . [10] Альпийские озера, прилегающие к ледникам, также могут вызывать положительную обратную связь из-за уменьшения альбедо воды по отношению ко льду, создавая более крупные озера и вызывая большее таяние ледников. [10]

Недавно образовавшееся (около 2015 г.) высокогорное озеро на оконечности ледника Ледяной червь на горе Дэниел в Вашингтоне, США, образовавшееся в результате отступления ледника.

Ледниковые альпийские озера отличаются от других ледниковых озер тем, что они встречаются на больших высотах и ​​в гористой местности, обычно на границе леса или выше. Например, Великие озера США и Канады образовались в результате отступления Лаврентидского ледникового щита во время последнего ледникового периода , который разрушил плоскую поверхность скал, но не находится в альпийских горах. [11] И наоборот, озеро Луиза , расположенное в Скалистых горах, образовалось из ледниковых обломков, запрудивших талую воду (т. е. моренное озеро) из ледника Виктория. [ нужна цитата ]

Стратификация

Озеро Каданьо в Швейцарских Альпах является естественным меромиктическим альпийским озером из-за поступления соленой воды из грунтовых вод.

Годовой цикл стратификации и перемешивания в озерах играет значительную роль в определении вертикального распределения тепла, растворенных химических веществ и биологических сообществ. [12] Большинство альпийских озер существуют в умеренном или холодном климате, характерном для их большой высоты, что приводит к режиму димиктического смешивания. Димиктические озера полностью перемешиваются два раза в год между периодами вертикальной стратификации летом и зимой. [12] Летняя стратификация вызвана нагревом поверхностных вод, а зимняя стратификация вызвана охлаждением поверхностных вод ниже температуры максимальной плотности пресной воды (приблизительно 4 ° C (39 ° F)). [13] Сезонный ледяной покров усиливает димиттический цикл стратификации альпийских озер, изолируя озеро от ветра и теплого воздуха весной, когда стратификация обычно слабее. [12] Некоторые мелкие альпийские озера могут полностью перемешиваться несколько раз в год из-за эпизодических ветров или холодных притоков и поэтому считаются холодными полимиктическими . [14] Существует ряд меромиктических альпийских озер (в которых глубокий слой озера никогда не смешивается с поверхностными водами). Озеро Каданьо , расположенное в Швейцарских Альпах, является меромиктическим из-за природных источников, которые постоянно питают дно озера плотной соленой водой. [15] Другие альпийские озера, такие как Траунзее в Австрии, стали меромиктическими из-за засоления в результате антропогенной деятельности, такой как добыча полезных ископаемых. [16]

Недавние [ когда? ] исследования показывают, что изменение климата может повлиять на годовые циклы стратификации альпийских озер. В высокогорных регионах наблюдаются сезонные изменения погодных условий и более быстрое потепление, чем в среднем по миру. [17] Продолжительность ледяного покрова на альпийских озерах чувствительна к этим факторам, а более короткая продолжительность ледяного покрова может привести к смещению режима перемешивания озер с димиктического на мономиктический (один стратифицированный и один полностью смешанный период каждый год). [18] Изменение режима смешивания может фундаментально изменить химические и биологические условия, такие как доступность питательных веществ, а также время и продолжительность гипоксии в альпийских озерах. [18] Кроме того, относительно небольшой размер и большая высота альпийских озер могут сделать их особенно восприимчивыми к изменениям климата. [19]

Гидрология

Гидрология водораздела альпийского озера играет большую роль в определении химических характеристик и доступности питательных веществ. [20] [21] Источниками притока воды в высокогорные озера являются атмосферные осадки, тающий снег и ледники, а также грунтовые воды. [22] [20] [21] Приток альпийских озер часто имеет большой сезонный цикл из-за осадков, выпадающих в виде снега, и низкого таяния ледников над водоразделом зимой, в отличие от осадков и увеличения таяния ледников летом. [23] Альпийские озера часто расположены в горных районах вблизи или над линией деревьев, что приводит к крутым водоразделам с неразвитой почвой и редкой растительностью. [20] Сочетание холодного климата над альпийскими водоразделами, затенения из-за крутого рельефа и низкой концентрации питательных веществ в стоке делает альпийские озера преимущественно олиготрофными .

Различные характеристики водораздела создают различие между чистыми альпийскими озерами и альпийскими озерами ледникового питания (озерами с притоком из тающих ледников). [22] Чистые альпийские озера имеют низкую концентрацию взвешенных отложений и мутность , что может быть вызвано отсутствием эрозии на водоразделе. Озера ледникового питания имеют гораздо более высокие концентрации взвешенных отложений и мутность из-за притока ледниковой муки , что приводит к непрозрачности и ярко-синему или коричневому цвету. [22] Мутность альпийских озер играет важную роль в определении доступности света для первичной продуктивности и сильно зависит от уникального водораздела каждого озера. [24] [21]

Тираж

Циркуляция в высокогорных озерах может быть вызвана ветром, речными притоками, плотными течениями , конвекцией и волнами бассейнового масштаба. Крутой рельеф, характерный для альпийских озер, может частично защитить их от ветра, вызванного региональными погодными условиями. [25] Таким образом, ветровые режимы меньшего масштаба, создаваемые местной топографией, такие как дневной горный бриз [26] и стоковый ветер , [25] [27], могут иметь важное значение для усиления циркуляции в альпийских озерах. Режимы ветра, которые пространственно различаются по территории озера, могут создавать регионы апвеллинга и даунвеллинга . [28] Приток рек может вызвать циркуляцию в альпийских озерах за счет импульса, переносимого непосредственно в озеро реками или ручьями, а также за счет плотностей течений. Если приточная вода плотнее, чем вода на поверхности озера (из-за разницы в температуре или концентрации наносов), плавучесть вытесняет более тяжелую притекающую воду вниз по склону дна озера или в глубь озера. Такие потоки, обусловленные плотностью, были зарегистрированы в высокогорных озерах со скоростями, достигающими почти 1 м/с. [29] Нагревание и охлаждение альпийских озер может привести к тому, что поверхностные воды станут более плотными, чем вода во внутренней части озера. Это приводит к гравитационно-неустойчивому столбу воды, и плотная вода тянется вниз от поверхности, вызывая конвекцию. [30] Эта вертикальная циркуляция является эффективным средством перемешивания в озерах [30] и может играть значительную роль в гомогенизации водной толщи между периодами стратификации. [31] Волны бассейнового масштаба, такие как внутренние волны и сейши , также могут стимулировать циркуляцию в альпийских озерах. Внутренние сейши в высокогорном озере наблюдались со скоростью порядка нескольких сантиметров в секунду. [26]

Экология

Структура микробного сообщества

Альпийские озера являются домом для уникального разнообразия беспозвоночных, которые хорошо адаптированы к более холодным и, как правило, более суровым условиям этой среды по сравнению с озерами на более низких высотах. Несколько доминирующих видов адаптировались к олиготрофным условиям и интенсивному УФ-излучению: хирономиды и олигохеты составляют почти 70% сообщества в двух хорошо изученных альпийских озерах на севере Италии [32] , а также два наиболее известных вида (66% и 28% соответственно) в 28 высокогорных озерах Австрии. [33] В толще воды в популяциях фитопланктона преобладают нанопланктонные, мобильные виды, включая хризофиты, динофлагелляты и криптофиты, при этом важный вклад в фотосинтез также вносит сообщество водорослей, прикрепленных к субстратам, эпилитону и эпипелону. [34] Вирусы также наблюдаются в высокогорных озерах в концентрациях до 3 x 10 7 мл -1 , что близко к верхнему диапазону общих наблюдаемых концентраций от 10 5 до 10 8 мл -1 в водных системах. [35]

Исследование 28 высокогорных озер показало, что с увеличением высоты численность макробеспозвоночных увеличивается в небольших озерах, но уменьшается в более крупных озерах, а состав сообщества смещается с увеличением высоты в сторону небольшого числа специализированных видов. [33] Считается, что увеличение численности в небольших озерах по мере увеличения высоты происходит из-за более экстремальных температурных режимов, характерных для небольших водоемов, из-за чего происходит отбор небольшого подмножества более устойчивых видов, которые в конечном итоге процветают за счет меньшей общей конкуренции. [33] Высота над уровнем моря также может повлиять на состав сообщества из-за изменения доступности пищевых ресурсов. Например, на больших высотах альпийские озера испытывают более короткие периоды отсутствия льда, что ограничивает количество первичной продукции и последующего роста пищевых продуктов. В заключение, как физические характеристики озера, включая размер и субстрат, так и параметры окружающей среды, включая температуру и ледяной покров, определяют состав и структуру сообщества, причем одно исследование предполагает, что температура и высота являются основными факторами, [36], а другое представляет Вместо этого имеются доказательства гетерогенности морфометрии озера и субстрата как основных движущих сил. [37] Было обнаружено, что последнее, в частности увеличение каменистого субстрата, отрицательно влияет на численность и видовое богатство. [33] Изменение климата, вероятно, повлияет на все эти параметры окружающей среды, что будет иметь каскадные последствия для сообществ беспозвоночных и микробных сообществ альпийских озер.

Структура сообщества позвоночных

Сообщество позвоночных альпийских озер гораздо более ограничено, чем сообщества беспозвоночных, поскольку суровые условия оказывают повышенное воздействие на организмы, но могут включать рыб, амфибий, рептилий и птиц. Несмотря на это, во многих альпийских озерах на этих больших высотах все еще могут обитать разнообразные виды. Эти организмы прибыли разными путями: через человека, экологические интродукции, а некоторые из них являются эндемичными для соответствующих озер. Водяная лягушка Титикака в озере Титикака в высоких Андах является одним из эндемичных видов, тогда как другие виды были завезены. [38]

Озеро Титикака является домом для множества позвоночных животных, в том числе водяной лягушки Титикака ( Telmatobious culeous) и находящейся под угрозой исчезновения поганки Титикака ( Rollandia microptera ), встречающейся только в бассейне Титикака. [38] [39] Бассейн также является домом для множества видов птиц и считается Рамсарским участком из-за его экологического значения. К видам водоплавающих птиц относятся чилийский фламинго , большая желтонога , снежная цапля , андская лысуха , андская чайка и андская чибис . [39]

Еще один важный [ по мнению кого? ] высокогорное озеро Кратерное озеро , расположенное в Орегоне, является домом для нескольких интродуцированных видов рыб, местных амфибий и рептилий. В Кратерном озере можно встретить земноводных и рептилий: тритона мазама , северо-западную саламандру , северо-западную ребристую лягушку, северо-западную жабу, каскадную лягушку, тихоокеанскую древесную лягушку , северную горную ящерицу, карликовую рогатую жабу, северную ящерицу-аллигатора и северо-западную подвязочную змею . [40]

Интродуцированные виды

В некоторых альпийских озерах нет местных видов позвоночных, и вместо этого их сообщества позвоночных выросли за счет интродуцированных видов. Рыбу обычно завозят люди, зарыбляющие озера для любительской и соревновательной рыбалки.

В Кратерном озере не было никаких видов позвоночных до зарыбления 1,8 миллиона лососевых рыб в период с 1884 по 1941 год, в основном радужной форели ( Oncorhynchus mykiss ) и лосося кокани ( O. nerka ). [41] Другие интродуцированные виды включали кумжу ( Salmo trutta ), кижуча ( O. kisutch ), головореза ( O. clarkii ) и стальноголового лосося ( O. mykiss ). Интродуцированная рыба влияет на пресноводные и донные сообщества, поскольку они являются основной добычей чужеродных рыб. Саламандры и тритоны, обитающие на Кратерном озере, также подверглись вторжению в свою естественную среду обитания, и их численность сократилась или исчезла. Эти земноводные также были обнаружены в содержимом желудков рыб, выловленных в Кратерном озере, что еще больше сократило популяцию. [41]

В озере Тахо , расположенном между Калифорнией и Невадой, также обитает несколько интродуцированных видов рыб, заселенных в бассейн благодаря любительскому рыболовству, в том числе озерная форель ( Salvelinus namaycush ), радужная форель, кумжа, синежаберник ( Lepomis macrochirus ), карп ( Cyprinus caprio ), и другие. [42] Озерная форель вместе с интродуцированной пресноводной креветкой Mysis relicta радикально изменили пищевую сеть в озере Тахо. Соседнее Каскадное озеро в Калифорнии, которое часто внимательно изучают вместе с озером Тахо, не содержит ни одного интродуцированного вида из-за сильно ограниченного общественного доступа. [42] Рыба также была зарыблена в озере Титикака после уничтожения местной популяции рыб после рыболовных соревнований. [38]

Некоторые исследования показали, что любительское рыболовство интродуцированных видов в альпийских озерах может иметь негативные последствия для экосистемы в целом. Ввоз чужеродных видов, особенно в безрыбные озера, также может переносить патогены и бактерии, что отрицательно влияет на уже существующее там сообщество беспозвоночных. Исследования двух безрыбных итальянских альпийских озер, озера Даймон и озера Бальма, показали, что интродуцированная рыба принесла в воду новые вирусы и бактерии, вредные для местных земноводных. Исследования также показали, что единственный способ решить проблему — полностью искоренить в озерах чужеродные виды рыб любым возможным способом. К ним относятся использование жаберных сетей, электрорыбалка и продолжение агрессивной любительской рыбалки. [43]

Последствия изменения климата

Беспозвоночные альпийских озер, возможно, являются одним из наиболее уязвимых сообществ беспозвоночных к повышению температуры, связанному с антропогенным изменением климата, из-за ожидаемого увеличения безледных периодов [33] и относительно небольшого воздействия антропогенного изменения земного покрова, которое другие подобные наземно-водные системы уже подвергались. [37] Холодно- стенотермные виды, уникально приспособленные к выживанию лишь в небольшом диапазоне холодных температур, и более крупные виды, размножающиеся половым путем, которые медленнее размножаются, чем более мелкие бесполые виды в условиях пертурбации, могут подвергнуться негативному воздействию. [37] Предполагается, что таяние ледников приведет к увеличению размеров альпийских озер, питающихся ледниками, что повлияет на влияние размера доказательств на состав сообщества. [33] Кроме того, структура среды обитания может измениться в ответ на усиление эрозии из-за таяния вечной мерзлоты, и, наконец, увеличение частоты и масштабов экстремальных погодных явлений приведет к увеличению мутности водного столба, [21] [33] что вполне вероятно. Известно, что он влияет на процессы фотосинтеза и дыхания за счет увеличения ослабления света и уменьшения размера фотозоны . Экосистемы альпийских озер претерпевают беспрецедентные темпы изменений в составе сообществ в связи с недавним повышением температуры и нагрузкой питательными веществами. [44] Последовательный мониторинг может помочь выявить, количественно оценить и охарактеризовать это экологическое воздействие.

В одном из таких методов мониторинга макробеспозвоночные используются в качестве биоиндикаторов , главным образом для анализа накопления микроэлементов, связанных с загрязнением [32] и, в более общем смысле, для отслеживания изменений в биологических сообществах, вызванных изменением климата. [37] [44] Микроэлементы могут встречаться в природе, но индустриализация, включая потребление ископаемого топлива, ускорила скорость их накопления в альпийских озерных средах. [32] Несмотря на то, что некоторые микроэлементы необходимы для жизни в низких концентрациях, при их чрезмерном накоплении они начинают действовать как загрязнители. После выброса в атмосферу микроэлементы могут стать растворимыми в результате биогеохимических процессов и оказаться в отложениях, а затем мобилизоваться в результате выветривания и стока и попасть в экосистемы альпийских озер. Бентические макробеспозвоночные, часто находящиеся в основании пищевых цепей, являются основными аккумуляторами микроэлементов, которые затем передаются вверх по пищевой цепи рыбам или птицам через хищничество. Результативное исследование, в котором хирономиды использовались в качестве биоиндикаторов из-за их обилия в альпийских озерах и разнообразия привычек питания (собиратели, измельчители и хищники), показало, что концентрации большинства микроэлементов находятся в пределах целевых показателей качества отложений, за исключением свинца в обоих исследованиях. озера и цинк в одном, а также пришли к выводу, что концентрации микроэлементов отражают относительные уровни загрязнения, воздействующие на каждое высокогорное озеро в исследуемом регионе северной Италии. [32] Другое исследование, оценив состав выбранных биоиндикаторов с течением времени и обнаружив доказательства ухудшения качества воды, пришло к выводу, что экосистема озера вышла из «безопасного рабочего состояния». [44]

Щелочность и pH

Щелочность можно определить как кислотонейтрализующую способность водоема. [45] Щелочность природных вод во многом обусловлена ​​бикарбонатом , сильным сопряженным основанием слабой угольной кислоты, который является продуктом выветривания горных пород. Бикарбонат обладает способностью действовать как кислота или основание в воде, что делает его буфером, противостоящим изменениям в результате воздействия кислотных или основных веществ в водоем. Щелочность измеряется в единицах мкэкв/л , которые определяются путем умножения концентрации иона на литр воды на заряд иона или путем титрования . [ нужна цитата ]

Альпийские озера были хорошо изучены на предмет подкисления с 1980-х годов, главным образом из-за сезонных изменений щелочности и pH , которые они естественным образом проявляют в результате осадков и таяния снегов. [46] Эти озера имеют сезонно низкую щелочность (и, следовательно, низкий уровень pH), что делает их очень восприимчивыми к кислотным осадкам в результате атмосферных загрязнителей . [47] В химическом составе воды альпийских озер преобладают атмосферные осаждения (перенос частиц между атмосферой) и процессы водосбора (дренаж осадков). [48] ​​Погодные условия альпийских озер включают большие периоды таяния снега, что приводит к расширению контакта с почвой и камнями, что приводит к увеличению щелочности. Выветривание пород на известняковой или карбонатной основе ( известняк ) вносит основной вклад в щелочность альпийских озер [47] , тогда как альпийские озера в регионах с гранитами и другими магматическими породами имеют более низкую щелочность из-за более медленной кинетики выветривания. [45] Более низкая щелочность указывает на меньшую способность буферизировать воду от кислых или основных веществ, поэтому альпийские озера с низкой щелочностью восприимчивы к кислотным загрязнителям в атмосфере. Принято считать, что высокогорные озера с щелочностью менее 200 ед. мкэкв/л подвержены закислению. [49]

Европейские Альпы

Альпы — крупнейший горный массив в Европе , где расположены одни из самых известных озер. [50] Коренная порода в Альпах сильно различается и может состоять из гранита, кварца, сланца, доломита, мрамора, известняка и многого другого. [51] Эта разнообразная геологическая структура играет роль в различной щелочности каждого альпийского озера. Исследование 73 высокогорных озер в Восточных Альпах показало, что 85% озер имели низкие значения щелочности (< 200 мкэкв/л ) , и только два озера имели щелочность выше 500 мкэкв/ л . [51] Это исследование также определило pH и обнаружило диапазон от 7,93 до 4,80, при этом 21% озер имеют pH ниже 6,00. [51] Также было обнаружено, что pH в этом регионе не зависит от высоты.

Аналогичный анализ был проведен на 207 озерах, в результате чего щелочность варьировалась от -23 до 1372 мкэкв/л и в среднем составляла 145 мкэкв/ л . [52] Для этих озер также был определен pH в диапазоне от 4,6 до 9,2. [52] Альпийские озера с pH менее 6,0 оказывали кислотное воздействие на микроорганизмы, а pH менее 5,3 характеризовался как сильное закисление. [52] Этот анализ был повторен на 107 высокогорных озерах в Центральных Альпах с коренными породами кислых и ультраосновных пород. Эти озера имели диапазон щелочности от 155 до -23 микроэквивалентов на литр, что позволяет предположить, насколько чувствительными могут быть альпийские озера с аналогичной коренной породой к кислотным дождям. [ нужна цитата ]

Каскадный хребет

Общая щелочность поверхностных вод в США. Каскадный регион — горный регион, охватывающий Вашингтон, Орегон и Северную Калифорнию.

Горный хребет Каскад простирается от Северной Калифорнии через Орегон и Вашингтон. Этот регион состоит из осадочных и вулканических пород, имеет обильные сезонные осадки и хвойные леса. [45] В дикой местности Альпийских озер в Вашингтонских каскадах имеется более 700 озер. [53] Щелочность озер в Каскадном регионе варьируется от 400 мкэкв/л до 57 мкэкв/л , [ 45] [53] все из которых считаются низкой щелочностью и позволяют предположить, что они может быть подвержено закислению. [53] pH этих озер колебался от 7,83 до 5,62, и в этом регионе считается подкисленным озером, имеющим pH ниже 4,7. [53] Каскадный хребет был дополнительно оценен по субрегионам, поскольку окружающая среда сильно различается. Более низкая щелочность, 50–100 мкэкв/л , наблюдалась в регионах с небольшим количеством почвы и гранитных пород, таких как Глейшер Пик Уилдернесс и гора Рейнир. [45] Более высокая щелочность, 200–400 мкэкв/л , наблюдалась в регионах, состоящих из базальта и андезита , таких как Западные каскады. [45]

Палеоклиматологические данные

Пример наслоения керна осадка.

Палеопрокси — это химические или биологические источники, которые служат индикаторными данными для некоторых аспектов климата и могут помочь реконструировать прошлый региональный климат и будущую судьбу альпийской среды. Сами альпийские озера являются уникальными резервуарами палеоклиматических данных, особенно для понимания климата позднечетвертичного периода , поскольку они собирают и хранят геоморфологические и экологические данные в своих отложениях . [54] Эти записи прошлого позволяют лучше понять, как альпийские озера отреагировали на изменчивость климата. Таким образом, понимая эти механизмы прошлого, можно сделать более точные прогнозы относительно будущей реакции альпийских экосистем на современное изменение климата.

Отношение минерального фосфора (P) к органическому P в отложениях озера можно использовать для определения того, происходят ли отложения из ледников (более высокое соотношение минерального и органического P) или склонов обломков (более низкое соотношение минерального и органического P). Следовательно, содержание фосфора в отложениях может влиять на ледниковую активность и, следовательно, на климат в то время, когда отложения откладывались. Например, в альпийском озере в Прибрежных горах Британской Колумбии наблюдались более прохладные и влажные условия из-за увеличения количества богатых минералами (ледниковых) отложений фосфора, что согласуется с другими результатами похолодания в голоцене . [55]

Магнитные свойства отложений альпийских озер также могут помочь сделать вывод о ледниковой активности с высоким разрешением. [56] Когда магнитные свойства озерных отложений совпадают со свойствами коренных пород, можно сделать вывод, что произошло большее движение ледников, т. е. более низкие температуры. Помимо того, что отложения являются «обломочными» (выветривание коренных пород), они более крупнозернистые, что указывает на высокую ледниковую активность, связанную с плейстоценом .

Комплексы диатомей выявляют изменения в условиях бентоса и щелочности, что помогает сделать вывод об изменениях температуры и концентрации углекислого газа с течением времени. [57] В периоды более высоких температур удлиненные вегетационные периоды приводили к более интенсивному росту донных растений, что проявляется в большем количестве перифитных (растущих в субстрате) видов диатомей. После начала промышленной революции в диатомовых сообществах обнаружилась более кислая среда, связанная с более высокими концентрациями углекислого газа. Помимо самих альпийских озер, служащих источником палеоклиматических наблюдений, окружающая альпийская зона также дает множество полезных показателей, таких как динамика годичных колец и геоморфологические особенности. [ нужна цитата ]

Рекомендации

  1. ^ ab «Что такое ледниковые озера?». Национальный центр данных по снегу и льду . Проверено 10 ноября 2022 г.
  2. ^ Мёлг, Нико; Хуггель, Кристиан; Герольд, Тило; Сторк, Флориан; Аллен, Саймон; Хеберли, Вильфрид; Шауб, Ивонн; Одерматт, Дэниел (2021). «Инвентаризация и эволюция ледниковых озер со времен малого ледникового периода: уроки на примере Швейцарии». Процессы на поверхности Земли и формы рельефа . 46 (13): 2551–2564. Бибкод : 2021ESPL...46.2551M. дои : 10.1002/особ.5193 . ISSN  0197-9337. S2CID  237251052.
  3. ^ «Североамериканское общество управления озерами (NALMS)» . Североамериканское общество управления озерами (NALMS) . 31 марта 2015 г. Проверено 7 декабря 2022 г.
  4. ^ «Изменения трофического статуса трех горных озер - естественный или антропогенный процесс?». Польский журнал экологических исследований . 23 (3): 875–892. ISSN  1230-1485.
  5. ^ Томпсон, Рой; Каменик, Кристиан; Шмидт, Роланд (1 августа 2005 г.). «Сверхчувствительные альпийские озера и изменение климата». Журнал лимнологии . 64 (2): 139–152. дои : 10.4081/jlimnol.2005.139 . ISSN  1723-8633.
  6. ^ «Геология бассейна озера Тахо». Группа управления бассейном озера Тахо . Проверено 7 декабря 2022 г.
  7. ^ «Наука для меняющегося мира». USGS.gov . Проверено 7 декабря 2022 г.
  8. ^ «Геология национального парка Кратер-Лейк». Геологическая служба США . Проверено 7 декабря 2022 г.
  9. ^ Хэнкокс, Грэм Т.; Перрин, Ник Д. (1 июня 2009 г.). «Оползень на Зеленом озере и другие гигантские и очень крупные послеледниковые оползни во Фьордленде, Новая Зеландия». Четвертичные научные обзоры . Природные опасности, экстремальные явления и топография гор. 28 (11): 1020–1036. Бибкод : 2009QSRv...28.1020H. doi :10.1016/j.quascirev.2008.08.017. ISSN  0277-3791.
  10. ^ аб Шугар, Дэн Х.; Берр, Аарон; Хариташья, Умеш К.; Каргель, Джеффри С.; Уотсон, К. Скотт; Кеннеди, Морин С.; Бевингтон, Александр Р.; Беттс, Ричард А.; Харрисон, Стефан; Стратман, Кэтрин (2020). «Быстрый рост ледниковых озер во всем мире с 1990 года». Природа Изменение климата . 10 (10): 939–945. Бибкод : 2020NatCC..10..939S. дои : 10.1038/s41558-020-0855-4. hdl : 10871/122688 . ISSN  1758-6798. S2CID  221381336.
  11. ^ «Происхождение озера». Озерный учёный . Проверено 11 ноября 2022 г.
  12. ^ abc Бёрер, Бертрам; Шульце, Мартин (2008). «Стратификация озер». Обзоры геофизики . 46 (2): РГ2005. Бибкод : 2008RvGeo..46.2005B. дои : 10.1029/2006RG000210 . ISSN  8755-1209. S2CID  32629490.
  13. ^ Чен, Чен-Тунг А.; Миллеро, Фрэнк Дж. (1986). «термодинамические свойства природных вод, охватывающих только лимнологический диапазон1». Лимнология и океанография . 31 (3): 657–662. Бибкод : 1986LimOc..31..657C. дои : 10.4319/lo.1986.31.3.0657 .
  14. ^ Питер, Ханнес; Соммаруга, Рубен (2017). «Тутные озера, питаемые альпийскими ледниками, представляют собой прерывистый холодный полимиктический, а не димиктический». Внутренние воды . 7 (1): 45–54. дои : 10.1080/20442041.2017.1294346. ISSN  2044-2041. ПМК 5478930 . ПМИД  28690780. 
  15. ^ Дель Дон, Клаудио; Ханзельманн, Курт В.; Педуцци, Рафаэле; Бахофен, Рейнхард (2001). «Меромиктическое высокогорное озеро Каданьо: орографическое и биогеохимическое описание». Водные науки . 63 (1): 70–90. дои : 10.1007/PL00001345. ISSN  1420-9055. S2CID  46573669.
  16. ^ Фикер, Харальд; Люгер, Мартин; Паммингер-Ланштайнер, Барбара; Ахляйтнер, Даниэла; Ягш, Альберт; Гасснер, Хьюберт (2018). «Разбавление соленого супа: влияние длительного солевого загрязнения на глубокое альпийское озеро (Траунзее, Австрия) и обратная сторона недавнего восстановления после засоления». Водные науки . 81 (7). дои : 10.1007/s00027-018-0602-3. ISSN  1420-9055. S2CID  253591340.
  17. ^ Адлер, К.; Вестер, П.; Бхатт, И.; Хуггель, К.; Инсаров, Г.Э.; Моркрофт, доктор медицины; Муччионе, В.; Пракаш, А. (2022). Межглавый документ 5: Горы. В: Изменение климата 2022: последствия, адаптация и уязвимость. Вклад Рабочей группы II в шестой оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата. Кембридж, Великобритания и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США: Издательство Кембриджского университета. стр. 2273–2318. дои : 10.1017/9781009325844.022.
  18. ^ аб Фикер, Харальд; Люгер, Мартин; Гасснер, Хьюберт (2017). «От димиктика к мономиктику: эмпирические свидетельства изменений теплового режима в трех глубоких альпийских озерах в Австрии, вызванных изменением климата». Пресноводная биология . 62 (8): 1335–1345. дои : 10.1111/fwb.12946.
  19. ^ Томпсон, Рой; Каменик, Кристиан; Шмидт, Роланд (2005). «Сверхчувствительные альпийские озера и изменение климата». Журнал лимнологии . 64 (2): 139–152. дои : 10.4081/jlimnol.2005.139 .
  20. ^ abc Ксенопулос, Маргарита А.; Лодж, Дэвид М.; Фретресс, Джейсон; Крепс, Тимоти А.; Бриджем, Скотт Д.; Гроссман, Элизабет; Джексон, Кэрин Дж. (2003). «Региональные сравнения факторов водораздела, определяющих растворенный органический углерод в озерах умеренного пояса из региона Верхних Великих озер и отдельных регионов мира». Лимнология и океанография . 48 (6): 2321–2334. Бибкод : 2003LimOc..48.2321X. дои : 10.4319/lo.2003.48.6.2321 . S2CID  16207544.
  21. ^ abcd Перга, Мари-Элоди; Брюэль, Розали; Родригес, Лаура; Генанд, Янн; Буффар, Дэмиен (2018). «Воздействие шторма на альпийские озера: предшествующие погодные условия имеют большее значение, чем интенсивность явления». Биология глобальных изменений . 24 (10): 5004–5016. Бибкод : 2018GCBio..24.5004P. дои : 10.1111/gcb.14384. PMID  29974996. S2CID  49689430.
  22. ^ abc Питер, Ханнес; Соммаруга, Рубен (2017). «Тутные озера, питаемые альпийскими ледниками, представляют собой прерывистый холодный полимиктический, а не димиктический». Внутренние воды . 7 (1): 45–54. дои : 10.1080/20442041.2017.1294346. ПМК 5478930 . PMID  28690780. S2CID  22996834. 
  23. ^ Коллинз, Дэвид Н. (1990). Гидрология в горных регионах: материалы ... состоявшиеся в Лозанне, Швейцария, 27 августа-1 сентября 1990 г. Международная ассоциация гидрологических наук, Международная ассоциация гидрогеологов, Международная конференция по водным ресурсам в горных регионах. Уоллингфорд, Оксфордшир [Англия]: Международная ассоциация гидрологических наук. стр. 439–446. ISBN 0-947571-57-4. ОСЛК  22513430.
  24. ^ Вайнбрук, Рольф Д.; Томпсон, Патрик Л.; Хоббс, Уильям; Лакман, Брайан Х.; Грэм, Марк Д.; Вулф, Александр П. (2017). «Ледниково-опосредованное воздействие потепления климата на альпийские озера Канадских Скалистых гор». Internationale Vereinigung für theoretische und angewandte Limnologie: Verhandlungen . 30 (9): 1449–1452. дои : 10.1080/03680770.2009.11902351. S2CID  56323069.
  25. ^ Аб Макгоуэн, Хэмиш А.; Оуэнс, Ян Ф.; Штурман, Эндрю П. (1995). «Термические и динамические характеристики альпийских озерных бризов, озеро Текапо, Новая Зеландия». Метеорология пограничного слоя . 76 (1): 3–24. Бибкод : 1995BoLMe..76....3M. дои : 10.1007/BF00710888. ISSN  1573-1472. S2CID  120189223.
  26. ^ аб Мюнних, М.; Вюэст, А.; Имбоден, DM (1992). «Наблюдения второй вертикальной моды внутренней сейши в высокогорном озере». Лимнология и океанография . 37 (8): 1705–1719. Бибкод : 1992LimOc..37.1705M. дои : 10.4319/lo.1992.37.8.1705 . S2CID  85917811.
  27. ^ Смит, Норман Д. (1978). «Процессы и закономерности седиментации в озере ледникового питания с низким содержанием наносов». Канадский журнал наук о Земле . 15 (5): 741–756. Бибкод : 1978CaJES..15..741S. дои : 10.1139/e78-081.
  28. ^ Санто, Марко А.; Тоффолон, Марко; Заниер, Джулия; Джованнини, Лоренцо; Арменио, Винченцо (2017). «Моделирование больших вихрей (LES) ветровой циркуляции в приальпийском озере: обнаружение турбулентных структур и последствий сложной окружающей орографии». Журнал геофизических исследований: Океаны . 122 (6): 4704–4722. Бибкод : 2017JGRC..122.4704S. дои : 10.1002/2016JC012284. hdl : 11572/190225 .
  29. ^ Вейрих, Франк (1986). «Рекорд подтопления ледникового озера, вызванного плотностью». Седиментология . 33 (2): 261–277. Бибкод : 1986Седим..33..261W. doi :10.1111/j.1365-3091.1986.tb00535.x. ISSN  0037-0746.
  30. ^ Аб Буффар, Дэмиен; Вюэст, Альфред (2019). «Конвекция в озерах». Ежегодный обзор механики жидкости . 51 (1): 189–215. Бибкод : 2019AnRFM..51..189B. doi : 10.1146/annurev-fluid-010518-040506 . ISSN  0066-4189. S2CID  125132769.
  31. ^ Остин, Джей; Хилл, Крейг; Фредриксон, Джейкоб; Вебер, Грейс; Вайс, Кэлан (2022). «Характеристика временных и пространственных масштабов радиационной конвекции в глубоком незамерзающем озере». Лимнология и океанография . 67 (10): 2296–2308. дои : 10.1002/lno.12203 . ISSN  0024-3590. S2CID  252075672.
  32. ^ abcd Пасторино, Паоло; Пиццул, Элизабетта; Бертоли, Марко; Перилли, Селена; Бризио, Паола; Сальви, Джангвидо; Эспозито, Джузеппе; Абете, Мария Чезарина; Преаро, Марино; Эскадрилья, Стефания (01 февраля 2020 г.). «Беспозвоночные макробентоса как биоиндикаторы микроэлементов в высокогорных озерах». Наука об окружающей среде и исследования загрязнения . 27 (6): 5958–5970. doi : 10.1007/s11356-019-07325-x. ISSN  1614-7499. PMID  31863368. S2CID  209420136.
  33. ^ abcdefg Бартельс, Энн; Бернингер, Ульрике Г.; Хоэнбергер, Флориан; Уикхэм, Стивен; Петерманн, Яна С. (29 ноября 2021 г.). «Прибрежные сообщества макробеспозвоночных альпийских озер вдоль градиента высот (Национальный парк Хоэ Тауэрн, Австрия)». ПЛОС ОДИН . 16 (11): e0255619. Бибкод : 2021PLoSO..1655619B. дои : 10.1371/journal.pone.0255619 . ISSN  1932-6203. ПМЦ 8629281 . ПМИД  34843463. 
  34. ^ Соммаруга, Рубен (1 сентября 2001 г.). «Роль солнечного УФ-излучения в экологии высокогорных озер». Журнал фотохимии и фотобиологии B: Биология . Воздействие ультрафиолетового излучения на водные и наземные экосистемы. 62 (1): 35–42. дои : 10.1016/S1011-1344(01)00154-3. ISSN  1011-1344. ПМИД  11693365.
  35. ^ Пина, Соня; Креус, Андреу; Гонсаалес, Нурия; Жироне, Розина; Фелипе, Марисоль; Соммаруга, Рубен (1998). «Численность, морфология и распределение планктонных вирусоподобных частиц в двух высокогорных озерах». Журнал исследований планктона . 20 (12): 2413–2421. doi : 10.1093/plankt/20.12.2413 – через Oxford Academic.
  36. ^ Боггеро, А.; Фюредер, Л.; Ленсиони, В.; Симчич, Т.; Талер, Б.; Феррарезе, У.; Лоттер, А.Ф.; Эттингер, Р. (1 июня 2006 г.). «Прибрежные сообщества хирономид альпийских озер в связи с факторами окружающей среды». Гидробиология . 562 (1): 145–165. дои : 10.1007/s10750-005-1809-6. ISSN  1573-5117. S2CID  27915082.
  37. ^ abcd Лоуэн, Чарли Дж.Г.; Стрекер, Анджела Л.; Ларсон, Гэри Л.; Фогель, Аллан; Фишер, Джанет М.; Вайнбрук, Рольф Д. (2019). «Макроэкологические движущие силы сообществ зоопланктона в горах западной части Северной Америки». Экография . 42 (4): 791–803. дои : 10.1111/ecog.03817. ISSN  0906-7590. S2CID  91995671.
  38. ^ abc младший, Джон Коссель; Линдквист, Эрик; Крейг, Хизер; Лутман, Кайл (14 ноября 2014 г.). «Патогенный гриб Batrachochytrium dendrobatidis у мраморной водяной лягушки Telmatobius marmoratus: первая запись из озера Титикака, Боливия». Болезни водных организмов . 112 (1): 83–87. дои : 10.3354/dao02778 . ISSN  0177-5103. ПМИД  25392045.
  39. ^ Аб Фьельдсо, Джон (1990). Птицы Высоких Анд: справочник для птиц умеренного пояса Анд и Патагонии Южной Америки. Зоологический музей. ISBN 87-88757-16-1. ОСЛК  611640677.
  40. ^ Фарнер, Дональд С.; Кезер, Джеймс (1953). «Заметки об земноводных и рептилиях национального парка Кратер-Лейк». Американский натуралист из Мидленда . 50 (2): 448–462. дои : 10.2307/2422104. ISSN  0003-0031. JSTOR  2422104.
  41. ^ аб Буктеница, Марк В.; Ларсон, Гэри Л. (1996). «Экология лосося кокани и радужной форели в озере Кратер, штат Орегон». Управление озерами и водохранилищами . 12 (2): 298–310. дои : 10.1080/07438149609354074 . ISSN  1040-2381.
  42. ^ аб Вандер Занден, М. Джейк; Чандра, Судип; Аллен, Брант К.; Рейтер, Джон Э.; Гольдман, Чарльз Р. (2003). «Историческая структура пищевой сети и восстановление местных водных сообществ в бассейне озера Тахо (Калифорния – Невада)». Экосистемы . 6 (3): 274–288. дои : 10.1007/s10021-002-0204-7. ISSN  1432-9840. S2CID  14961248.
  43. ^ Пасторино, Паоло; Полаццо, Франческо; Бертоли, Марко; Санти, Морена; Ригетти, Марция; Пиццул, Элизабетта; Преаро, Марино (2020). «Последствия вселения рыбы в безрыбные высокогорные озера: предварительные замечания с санитарной точки зрения». Турецкий журнал рыболовства и водных наук . 20 (1). дои : 10.4194/1303-2712-v20_1_01 . hdl : 11368/2933366 . ISSN  1303-2712. S2CID  195734297.
  44. ^ abc Сабо, Золтан; Бучко, Кристина; Халюк, Аритина; Пал, Илона; Л. Корпонай, Янош; Беги, Роберт-Чаба; Верес, Даниэль; Луото, Томи П.; Жигмонд, Андреа Р.; Мадьяри, Энико К. (15 ноября 2020 г.). «Сдвиг экосистемы горного озера под воздействием климата и человека: выход из безопасного рабочего пространства». Наука об общей окружающей среде . 743 : 140584. Бибкод : 2020ScTEn.743n0584S. doi : 10.1016/j.scitotenv.2020.140584. hdl : 10831/58450 . ISSN  0048-9697. PMID  32758817. S2CID  225564800.
  45. ^ abcdef Омерник, Джеймс М.; Гриффит, Гленн Э. (1986). «Общая щелочность поверхностных вод: карта региона Верхнего Среднего Запада США». Управление окружением . 10 (6): 829–839. Бибкод : 1986EnMan..10..829O. дои : 10.1007/bf01867735. ISSN  0364-152X. S2CID  129196755.
  46. ^ Стоддард, Джон Л. (1987). «Динамика щелочности в незакисленном высокогорном озере, Сьерра-Невада, Калифорния1». Лимнология и океанография . 32 (4): 825–839. Бибкод : 1987LimOc..32..825S. дои : 10.4319/lo.1987.32.4.0825. ISSN  0024-3590.
  47. ^ аб Маркетто, Альдо; Барбьери, Альберто; Мозелло, Росарио; Тартари, Габриэле А. (1994), «Процессы подкисления и выветривания в высокогорных озерах в Южных Альпах», Лимнология горных озер , Дордрехт: Springer Нидерланды, стр. 75–81, номер документа : 10.1007/978-94-017-2095. -3_9, ISBN 978-90-481-4351-1, получено 10 ноября 2022 г.
  48. ^ Рогора, М.; Сомашини, Л.; Маркетто, А.; Мозелло, Р.; Тартари, Джорджия; Паро, Л. (15 марта 2020 г.). «Десятилетние тенденции в химическом составе воды альпийских озер известковых водосборов, вызванные изменением климата». Наука об общей окружающей среде . 708 : 135180. Бибкод : 2020ScTEn.708m5180R. doi : 10.1016/j.scitotenv.2019.135180. ISSN  0048-9697. PMID  31812417. S2CID  208955521.
  49. ^ Рабочая группа по оценке воздействия. 1981. Меморандум о намерениях США и Канады по вопросам трансграничного загрязнения воздуха. Промежуточный рабочий документ фазы II. Вашингтон
  50. ^ Вейхенмейер, Джорджия; Псеннер, Р.; Транвик, LJ (01.01.2009), «Озера Европы», в Лайкенсе, Джин Э. (редактор), Энциклопедия внутренних вод , Оксфорд: Academic Press, стр. 567–576, doi : 10.1016/b978- 012370626-3.00031-4, ISBN 978-0-12-370626-3, получено 29 ноября 2022 г.
  51. ^ abc Псеннер, Роланд (1989). «Химия высокогорных озер кремнистых водохранилищ Центрально-Восточных Альп». Водные науки . 51 (2): 108–128. дои : 10.1007/bf00879298. ISSN  1015-1621. S2CID  32756606.
  52. ^ abc Маркетто, А.; Мозелло, Р.; Псеннер, Р.; Бендетта, Г.; Богджеро, А.; Тейт, Д.; Тартари, Джорджия (1995). «Факторы, влияющие на химический состав воды высокогорных озер». Водные науки . 57 (1): 81–89. дои : 10.1007/bf00878028. ISSN  1015-1621. S2CID  7155300.
  53. ^ abcd Логан, Ричард М.; Дерби, Джон К.; Дункан, Л. Клинт. (1982). «Кислотные осадки и восприимчивость озер в центральных каскадах Вашингтона [США]». Экологические науки и технологии . 16 (11): 771–775. Бибкод : 1982EnST...16..771L. дои : 10.1021/es00105a008. ISSN  0013-936X. ПМИД  22299784.
  54. ^ Филиппелли, Габриэль М.; Вот так, Кэтрин; Менунос, Брайан; Слейтер-Этуотер, Сара; Тимоти Джулл, AJ; Слеймейкер, Олав (20 января 2017 г.). «Записи отложений альпийских озер о влиянии оледенения и изменения климата на биогеохимический круговорот питательных веществ в почве». Четвертичные исследования . 66 (1): 158–166. Бибкод : 2006QuRes..66..158F. дои : 10.1016/j.yqres.2006.03.009. ISSN  0033-5894. S2CID  128916204.
  55. ^ Филиппелли, Габриэль М.; Вот так, Кэтрин; Менунос, Брайан; Слейтер-Этуотер, Сара; Тимоти Джулл, AJ; Слеймейкер, Олав (1 июля 2006 г.). «Записи отложений альпийских озер о влиянии оледенения и изменения климата на биогеохимический круговорот питательных веществ в почве». Четвертичные исследования . 66 (1): 158–166. Бибкод : 2006QuRes..66..158F. дои : 10.1016/j.yqres.2006.03.009. ISSN  0033-5894. S2CID  128916204.
  56. ^ Ланчи, Л; Хирт, AM; Лоури, В; Лоттер, А.Ф.; Лемке, Г; Штурм, М. (30 июня 1999 г.). «Минерально-магнитная летопись позднечетвертичных климатических изменений высокогорного озера». Письма о Земле и планетологии . 170 (1): 49–59. Бибкод : 1999E&PSL.170...49L. дои : 10.1016/S0012-821X(99)00098-9. hdl : 1874/19723 . ISSN  0012-821X. S2CID  129806944.
  57. ^ Карст-Риддок, Тэмми Л.; Писарик, Майкл Ф.Дж.; Смол, Джон П. (1 апреля 2005 г.). «Реакция диатомовых водорослей на изменения окружающей среды, связанные с климатом, в высокогорных горных озерах северных канадских Кордильер в 20 веке». Журнал палеолимнологии . 33 (3): 265–282. Бибкод : 2005JPall..33..265K. дои : 10.1007/s10933-004-5334-9. ISSN  1573-0417. S2CID  140570079.