stringtranslate.com

Меромиктическое озеро

Озеро Макгиннис — меромиктическое озеро на территории провинциального парка Петроглифы .
Лак-Павен во Франции — меромиктическое кратерное озеро .

Меромиктическое озеро — это озеро , в котором слои воды не смешиваются. [1] В обычных голомиктических озерах по крайней мере один раз в год происходит физическое смешение поверхностных и глубинных вод. [2]

Термин меромиктик был придуман австрийцем Инго Финденеггом в 1935 году, очевидно, на основе более старого слова голомиктик . Концепции и терминология, используемые при описании меромиктических озер, были по существу завершены после некоторых дополнений Г. Эвелин Хатчинсон в 1937 году. [3] [4] [5]

Характеристики

Типичная картина перемешивания для димиктического озера . В меромиктических озерах этого не происходит.

Большинство озер голомиктические : по крайней мере один раз в год поверхностные и глубокие воды смешиваются. В мономиктических озерах смешение происходит один раз в год; в димиктических озерах оно происходит два раза в год (обычно весной и осенью), а в полимиктических озерах смешение происходит несколько раз в год. В меромиктических озерах слои воды могут оставаться несмешанными годами, десятилетиями и столетиями.

Меромиктические озера обычно можно разделить на три участка или слоя. Нижний слой — монимолимнион ; воды в этой части озера мало циркулируют и обычно гипоксичны и более солены, чем в остальной части озера. Верхний слой — миксолимнион , по сути ведет себя как голомиктическое озеро. Область между ними — хемоклин или хемолимнион. [6]

Отсутствие смешивания между слоями создает радикально иные условия для жизни: стратификация или устойчивое расслоение озерных вод означает, что нижний слой получает мало кислорода из атмосферы и, следовательно, обедняется кислородом. В то время как летом в поверхностном слое может содержаться 10 мг/л и более растворенного кислорода, в глубинах меромиктического озера его концентрация может составлять менее 1 мг/л. [7] Очень немногие организмы могут жить в такой бедной кислородом среде. Исключение составляют пурпурные серобактерии . Эти бактерии, обычно встречающиеся в верхней части монимолимниона в таких озерах, используют в фотосинтезе соединения серы , такие как сульфиды . Эти соединения образуются в результате разложения органических отложений в средах с низким содержанием кислорода. Монимолимнион часто богат фосфором и азотом. Эти факторы в совокупности создают идеальную среду для роста бактерий. Подобными качествами может обладать и миксолимнион. Однако типы бактерий, которые могут расти на поверхности, определяются количеством света, получаемого поверхностью. [8]

Меромиктическое озеро может образоваться из-за того, что бассейн необычно глубокий и крутой по сравнению с поверхностью озера, или потому, что нижний слой озера сильно соленый и более плотный, чем верхние слои воды. [9] Однако человеческое влияние может привести к возникновению культурного меромиксиса. [10] [11] [12] Увеличение использования дорожной соли в качестве противообледенительной стратегии, особенно в регионах северных широт, может нарушить естественные циклы перемешивания в озерах, препятствуя перемешиванию. [13] [14] Поскольку соль попадает в водные системы в высоких концентрациях в конце зимы/начале весны, она накапливается в самом глубоком слое озер, что приводит к неполному перемешиванию.  

Стратификация в меромиктических озерах может быть как эндогенной , так и эктогенной. Эндогенный означает, что закономерности, наблюдаемые в озере, вызваны внутренними событиями, такими как органическое вещество, накапливающееся в отложениях и разлагающееся, тогда как эктогенный означает, что видимые закономерности вызваны внешними причинами, такими как проникновение соленой воды, оседающей в гиполимнионе , препятствующей ее разложению. смешивание. [15]

Слои отложений на дне меромиктического озера остаются относительно нетронутыми, потому что здесь мало физического перемешивания и мало живых организмов, способных их перемешивать. Химическое разложение также незначительно. По этой причине керны отложений на дне меромиктических озер важны для отслеживания прошлых изменений климата на озере путем изучения захваченных пыльцевых зерен и типов отложений [см. Прокси (климат) ].

Когда слои по какой-либо причине смешиваются, последствия могут быть разрушительными для организмов, которые обычно живут в миксолимнионе. Этот слой обычно значительно меньше по объему, чем монимолимнион. Когда слои смешаются, концентрация кислорода на поверхности резко уменьшится. Это может привести к гибели многих организмов, например рыб, которым необходим кислород.

Иногда углекислый газ , метан или другие растворенные газы могут относительно спокойно накапливаться в нижних слоях меромиктического озера. Когда стратификация нарушается, как это может произойти в результате землетрясения , может произойти лимническое извержение . В 1986 году примечательное событие такого типа произошло на озере Ньос в Камеруне , в результате чего погибло около 1800 человек. [16] [17] [18] В последующие десятилетия после этой катастрофы проводились активные исследования и меры по предотвращению накопления газа в будущем в рамках программы Nyos Organ Pipes Program (NOPP). [19] В рамках программы NOPP в озеро Ньос были помещены большие органные трубы , чтобы добраться до монимолимниона, где накапливались вредные растворенные газы, которые позволяют выбрасывать газ в атмосферу, эффективно дегазируя монимолимнион. [19] С 2019 года озеро Ньос успешно дегазировано до неопасной концентрации растворенного газа. [19] Параллельно с озером Ньос , озеро Киву является еще одним озером, которое представляет потенциально смертельную угрозу для общества. Некоторые стратегии управления предлагают использовать другой подход, перемещая газы из монолимниона в миксолимнион, а не дегазируя их в атмосферу через органные трубы. [20]

Хотя меромиктическими являются в основном озера, крупнейшим меромиктическим бассейном в мире является Черное море . Глубокие воды ниже 50 м (160 футов) не смешиваются с верхними слоями, которые получают кислород из атмосферы. В результате более 90% более глубоководного объема Черного моря представляет собой бескислородную воду . Каспийское море бескислородно на глубине ниже 100 м (330 футов). Балтийское море устойчиво стратифицировано, с плотной высокосоленой водой, составляющей придонный слой, и большими площадями гипоксических отложений (см. Гипоксия Балтийского моря ).

Страндватнет в Нордланде вниз налево; лишь небольшой перешеек отделяет озеро от Офот-фьорда .
Лак-дю-Бурже — самое большое и глубокое озероФранции.
Зеленое озеро — меромиктическое озеро недалеко от Сиракуз, штат Нью-Йорк .
Озеро Санфиш — меромиктическое озеро недалеко от Ватерлоо, Онтарио .
Большое Содовое озеро — меромиктическое озеро в кратере вулкана недалеко от Фэллона, штат Невада.
Мыльная пена на берегу Мыльного озера в Вашингтоне

Список меромиктических озер

Озеро Пакасайво — меромиктическое озеро в Муонио , Финляндия.

Меромиктические озера есть по всему миру. Распределение кажется кластерным, но это может быть связано с неполными исследованиями. В зависимости от точного определения «меромиктических» соотношение меромиктических и голомиктических озер во всем мире составляет около 1:1000. [21]

Африка

Антарктида

Азия

Австралия

Европа

Северная Америка

Рекомендации

  1. ^ Ветцель, Роберт Г. (2001). Лимнология: озерные и речные экосистемы (Третье изд.). Нью-Йорк: Академическая пресса. ISBN 978-0-12-744760-5.
  2. ^ Льюис, Уильям М. младший (1983). «Пересмотренная классификация озер на основе смешивания» (PDF) . Канадский журнал рыболовства и водных наук . 40 (10): 1779–1787. дои : 10.1139/f83-207. Архивировано из оригинала (PDF) 6 марта 2009 года.
  3. ↑ Хакала, Ану (27 февраля 2004 г.). «Меромиксис как часть эволюции озер – наблюдения и пересмотренная классификация настоящих меромиктических озер в Финляндии» (PDF) . Исследования бореальной среды . 9 : 37–53. ISSN  1239-6095.
  4. ^ Финденегг, Инго (1935). «Limnologische Untersuruchungen im Kärntner Seengebiete. Ein Beitrag zur Kenntnis des Stoffhaushaltes в Альпенсене». Internationale Revue der Gesamte Hydrobiologie (на немецком языке). 32 : 369–423.Цитируется Хакалой (2004).
  5. ^ Хатчинсон, Г. Эвелин (1937). «Вклад в лимнологию засушливых регионов». Труды Академии искусств и наук Коннектикута . 33 : 47–132.Цитируется Хакалой (2004).
  6. ^ Уокер, К.Ф. (март 1974 г.). «Стабильность меромиктических озер в Центральном Вашингтоне». Лимнология и океанография . 19 (2): 209–222. Бибкод : 1974LimOc..19..209W. дои : 10.4319/lo.1974.19.2.0209. JSTOR  2834407.
  7. ^ Ламперт, Винфрид и Зоммер, Ульрих (1997). Лимноэкология: Экология озер и ручьев . Перевод Джеймса Ф. Хейни. Издательство Оксфордского университета. ISBN 978-0-19-509592-0.
  8. ^ Фрай, Брайан (январь 1986 г.). «Источники углерода и серы для питания потребителей в трех меромиктических озерах штата Нью-Йорк». Лимнология и океанография . 31 (1): 79–88. Бибкод : 1986LimOc..31...79F. CiteSeerX 10.1.1.420.7035 . дои : 10.4319/lo.1986.31.1.0079. JSTOR  2836641. PMID  11539668. 
  9. ^ Стюарт, К.М.; Уокер, К.Ф.; Лайкенс, GE (1 января 2009 г.), «Меромиктические озера», в Лайкенсе, Джин Э. (редактор), Энциклопедия внутренних вод , Оксфорд: Academic Press, стр. 589–602, doi : 10.1016/b978-012370626-3.00027 -2, ISBN 978-0-12-370626-3, получено 12 апреля 2024 г.
  10. ^ Сиберт, Райан Дж.; Корецкий, Карла М.; Вайман, Давина А. (2015). «Культурный меромиксис: влияние дорожной соли на химическую стратификацию городского чайника». Химическая геология . 395 : 126–137. Бибкод :2015ЧГео.395..126С. doi :10.1016/j.chemgeo.2014.12.010.
  11. ^ Дюпюи, Даниэль; Спрэг, Эмили; Дочерти, Кэтрин М.; Корецкий, Карла М. (15 апреля 2019 г.). «Влияние дорожной соли на сезонное смешивание, окислительно-восстановительную стратификацию и концентрацию метана в городских котелках». Наука об общей окружающей среде . 661 : 514–521. Бибкод : 2019ScTEn.661..514D. doi :10.1016/j.scitotenv.2019.01.191. ISSN  0048-9697. ПМИД  30682604.
  12. ^ Кьенсмо, Йоханнес (1997). «[Название не найдено]». Гидробиология . 347 (1/3): 151–159. дои : 10.1023/А: 1003035705729.
  13. ^ Ладвиг, Роберт; Рок, Линнея А.; Дуган, Хилари А. (2023). «Влияние засоления на стратификацию озера и весеннее перемешивание». Письма по лимнологии и океанографии . 8 (1): 93–102. Бибкод : 2023LimOL...8...93L. дои : 10.1002/lol2.10215 . ISSN  2378-2242.
  14. ^ Смолл, Джон П.; Браун, СР; Макнили, Р.Н. (1983). «Культурные нарушения и трофическая история небольшого меромиктического озера из центральной Канады». Гидробиология . 103 (1): 125–130. дои : 10.1007/BF00028439. ISSN  0018-8158.
  15. ^ Ветцель, Р.Г. (2001). Лимнология: Озерные и речные экосистемы. Сан-Диего: Академическая пресса.
  16. ↑ Крайик, Кевин (28 марта 2003 г.). «Африканские Давиды и Голиафы». Наука . 299 (5615): 2024–2026 гг. дои : 10.1126/science.299.5615.2024. ISSN  0036-8075. ПМИД  12663915.
  17. ^ Бёрер, Бертрам; Сайки, Кадзуто; Оба, Такеши; Таньикеке, Грег; Руве, Дмитрий; Кусакабэ, Минору (28 июля 2021 г.). «Углекислый газ в озере Ньос, Камерун, количественно оценен на основе измерений скорости звука». Границы в науках о Земле . 9 . дои : 10.3389/feart.2021.645011 . ISSN  2296-6463.
  18. ^ Тасси, Франко; Руве, Дмитрий (12 февраля 2014 г.). «Обзор структуры, опасностей и методов исследования озер типа Ньос с геохимической точки зрения». Журнал лимнологии . 73 (1). дои : 10.4081/jlimnol.2014.836. ISSN  1723-8633.
  19. ^ abc Хальбвакс, Мишель; Сабру, Жан-Кристоф; Кайзер, Гастон (2020). «Последний этап 32-летнего проекта по дегазации озера Ньос: естественное пополнение CO2 должно быть сбалансировано сбросом через дегазационные трубы». Журнал африканских наук о Земле . 167 : 103575. doi : 10.1016/j.jafrearsci.2019.103575 .
  20. ^ Хирслунд, Ф.; Моркель, П. (2020). «Управление опасностями на озере Киву – как и почему». Журнал африканских наук о Земле . 161 : 103672. Бибкод : 2020JAfES.16103672H. doi : 10.1016/j.jafrearsci.2019.103672.
  21. ^ Хакала, Ану (2005). Палеоэкологические и палеоклиматические исследования на отложениях озера Вяхя-Питкуста и наблюдения за меромиксисом (Докторская диссертация). Университет Хельсинки. ISBN 952-10-2154-3.
  22. ^ Гибсон, Джон А.Е. «Меромиктические озера и стратифицированные морские бассейны холмов Вестфолд, Восточная Антарктида». Антарктическая наука 11.2 (1999): 175-192.
  23. ^ Лайкенс, Джин Э., изд. (2010). Экология экосистемы озера: глобальная перспектива. Академическая пресса. п. 186. ИСБН 978-0-12-382003-7.Производное из Энциклопедии внутренних вод .
  24. ^ "Лаго ди Каданьо". Centro Biologia Alpina (на итальянском языке). 6 декабря 2014 года . Проверено 23 февраля 2015 г.
  25. ^ Жаке, Стефан; Бриан, Жан-Франсуа; и другие. (2003). «Распространение токсичной цианобактерии Planktothrix Rubescens после восстановления крупнейшего природного озера Франции (Лак-дю-Бурже)» (PDF) . Вредные водоросли . 4 (4): 651–672. CiteSeerX 10.1.1.541.2297 . дои : 10.1016/j.hal.2003.12.006. S2CID  51989121. Архивировано из оригинала (PDF) 6 марта 2009 года . Проверено 13 мая 2008 г. 
  26. ^ Льюис, Тед; Ламуре, Скотт Ф.; Нормандо, Александр; Дуган, Хилари А. (2017). «Гиперпикнальные потоки контролируют стойкость и смывание гипоксических придонных вод с высокой проводимостью в высокогорном арктическом озере». Арктическая наука . дои : 10.1139/as-2017-0022 . hdl : 1807/81139 .
  27. ^ Заседание Совета - 19 января 2016 г. - Муниципалитет Трент-Лейкс
  28. ^ Парки Онтарио: Петроглифы
  29. ^ Сандерсон, Б.; Перри, К. и Педерсен, Т. (15 июня 1986 г.). «Вертикальная диффузия в меромиктическом озере Пауэлл, Британская Колумбия». Журнал геофизических исследований . 91 (C-6): 7647–7655. Бибкод : 1986JGR....91.7647S. дои : 10.1029/JC091iC06p07647.
  30. ^ Смол, Джон П.; Браун, СР; Макнили, Р.Н. (1983). «Культурные нарушения и трофическая история небольшого меромиктического озера из центральной Канады». Палеолимнология . стр. 125–130. дои : 10.1007/978-94-009-7290-2_20. ISBN 978-94-009-7292-6.
  31. ^ Заповедник Харт-Лейк: Генеральный план, Консультативный комитет Генерального плана заповедника Харт-Лейк, Группа планирования заповедных земель, TRCA
  32. ^ Тони, Хайме Л.; Родбелл, Дональд Т.; Миллер, Нортон Г. (2003). «Седиментологические и палинологические записи последней дегляциации и голоцена из озера Боллстон, штат Нью-Йорк» (PDF) . Четвертичные исследования . 60 (2): 189–199. Бибкод : 2003QuRes..60..189T. дои : 10.1016/S0033-5894(03)00093-0. S2CID  129373891 . Проверено 9 сентября 2018 г.
  33. ^ Клерн, Джеймс Э.; Коул, Брайан Э. и Оремленд, Рональд С. (ноябрь 1983 г.). «Автотрофные процессы в меромиктическом Большом Содовом озере, Невада». Лимнология и океанография . 28 (6): 1049–1061. Бибкод : 1983LimOc..28.1049C. дои : 10.4319/lo.1983.28.6.1049 . JSTOR  2836268.
  34. ^ Ламбрехт, Николас; Виткоп, Чад; Кацев, Сергей; Фахри, Моджтаба; Суоннер, Элизабет (2018). «Геохимическая характеристика двух железистых меромиктических озер на Верхнем Среднем Западе, США». Журнал геофизических исследований: Биогеонауки . 123 (10): 3403–3422. Бибкод : 2018JGRG..123.3403L. дои : 10.1029/2018JG004587 .
  35. ^ Ламбрехт, Николас; Виткоп, Чад; Кацев, Сергей; Фахри, Моджтаба; Суоннер, Элизабет Д. (2018). «Геохимическая характеристика двух железистых меромиктических озер на Верхнем Среднем Западе, США». Журнал геофизических исследований: Биогеонауки . 123 (10): 3403–3422. Бибкод : 2018JGRG..123.3403L. дои : 10.1029/2018JG004587 .
  36. ^ «Озера и пруды». На фото Рокс Нэшнл Лейкшор, штат Мичиган . Служба национальных парков, Министерство внутренних дел США . Проверено 23 февраля 2016 г.
  37. ^ Андерсон, GC (июль 1958 г.). «Некоторые лимнологические особенности мелководного соленого меромиктического озера». Лимнология и океанография . 3 (3): 259–270. Бибкод : 1958LimOc...3..259A. дои : 10.4319/lo.1958.3.3.0259 .
  38. ^ Паркин, ТБ и Брок, TD (сентябрь 1981 г.). «Роль фототрофных бактерий в серном цикле меромиктического озера». Лимнология и океанография . 26 (5): 880–890. Бибкод : 1981LimOc..26..880P. дои : 10.4319/lo.1981.26.5.0880 .
  39. ^ Веймар, Уолтер К. и Ли, Г. Фред (май 1973 г.). «Некоторые соображения по химической лимнологии меромиктического озера Мэри». Лимнология и океанография . 18 (3): 414–425. Бибкод : 1973LimOc..18..414W. дои : 10.4319/lo.1973.18.3.0414 . JSTOR  2834466.
  40. ^ Маккой, Джорджия (1977). «Лимнологические исследования на юго-востоке Аляски и измерения качества воды вдоль маршрута TAPS во время строительства трубопровода». Циркуляр 751-B: Исследование Геологической службы США на Аляске, достижения в 1976 году . Геологическая служба США: B7.

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы, связанные с меромиктическими озерами .
Найдите меромиктическое озеро  или монимолимнион в Викисловаре, бесплатном словаре.