stringtranslate.com

Меромиктическое озеро

Озеро МакГиннис — меромиктическое озеро в провинциальном парке Петроглифов .
Озеро 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 смешивание поверхностных и глубинных вод. [2]

Термин меромиктический был придуман австрийцем Инго Финденеггом в 1935 году, по-видимому, на основе более старого слова голомиктический . 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 схема смешивания для димиктического озера . Это не происходит в меромиктических озерах.

Большинство озер голомиктические : по крайней мере один раз в год поверхностные и глубинные воды смешиваются. В мономиктических озерах смешивание происходит один раз в год; в димиктических озерах это происходит два раза в год (обычно весной и осенью), а в полимиктических озерах смешивание происходит несколько раз в год. В меромиктических озерах слои воды могут оставаться несмешанными в течение многих лет, десятилетий или столетий.

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

Отсутствие смешивания между слоями создает радикально разные среды для жизни: стратификация, или стабильное расслоение, озерных вод означает, что нижний слой получает мало кислорода из атмосферы, следовательно, становится обедненным кислородом. В то время как поверхностный слой может иметь 10 мг/л или более растворенного кислорода летом, глубины меромиктического озера могут иметь менее 1 мг/л. [7] Очень немногие организмы могут жить в такой бедной кислородом среде. Исключением являются пурпурные серные бактерии . Эти бактерии, обычно встречающиеся в верхней части монимолимниона в таких озерах, используют соединения серы, такие как сульфиды , в фотосинтезе . Эти соединения производятся путем разложения органических отложений в бедной кислородом среде. Монимолимнион часто богат фосфором и азотом . Эти факторы объединяются, чтобы создать идеальную среду для роста бактерий. Миксолимнион может иметь схожие качества. Однако типы бактерий, которые могут расти на поверхности, определяются количеством света, полученного на поверхности. [8]

Меромиктическое озеро может образоваться из-за того, что бассейн необычно глубокий и имеет крутые склоны по сравнению с площадью поверхности озера, или из-за того, что нижний слой озера очень соленый и плотнее верхних слоев воды. [9] Однако влияние человека может привести к возникновению культурного меромиксиса. [10] [11] [12] Более широкое использование дорожной соли в качестве стратегии борьбы с обледенением, особенно в регионах северных широт, может нарушить естественные циклы смешивания в озерах, препятствуя перемешиванию. [13] [14] Поскольку соль смывается 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. Эндогенная означает, что наблюдаемые в озере закономерности вызваны внутренними событиями, такими как накопление органического вещества в отложениях и его разложение, тогда как эктогенная означает, что наблюдаемые закономерности вызваны внешними причинами, такими как вторжение соленой воды, оседающей в гиполимнионе , что препятствует ее перемешиванию. [1]

Слои осадка на дне меромиктического озера остаются относительно нетронутыми, поскольку физическое перемешивание и живые организмы, которые их перемешивают, незначительны. Химическое разложение также незначительно. По этой причине керны осадка на дне меромиктических озер важны для отслеживания прошлых изменений климата в озере путем изучения захваченных пыльцевых зерен и типов осадков [см. Proxy (climate) ].

Когда слои по какой-либо причине смешиваются, последствия могут быть разрушительными для организмов, которые обычно живут в миксолимнионе. Этот слой обычно намного меньше по объему, чем монимолимнион. Когда слои смешиваются, концентрация кислорода на поверхности резко снижается. Это может привести к гибели многих организмов, таких как рыбы, которым требуется кислород.

Иногда углекислый газ , метан или другие растворенные газы могут накапливаться относительно нетронутыми в нижних слоях меромиктического озера. Когда стратификация нарушается, как это может произойти из-за землетрясения , может произойти лимническое извержение . В 1986 году заметное событие такого типа произошло на озере Ниос в Камеруне , в результате чего погибло около 1800 человек. [15] [16] [17] В последующие десятилетия после этой катастрофы проводились активные исследования и управление для смягчения накопления газа в будущем с помощью Программы органных труб Ниоса (NOPP). [18] Программа NOPP разместила большие органные трубы в озере Ниос , чтобы достичь монимолимниона, где накапливались вредные растворенные газы, что позволяет газу выделяться в атмосферу, эффективно дегазируя монимолимнион. [18] С 2019 года озеро Ниос успешно дегазируется до неопасной концентрации растворенного газа. [18] Параллельно озеру Ниос , озеро Киву является еще одним озером, которое представляет собой потенциально смертельную угрозу для сообщества. Некоторые стратегии управления предполагают другой подход, перемещение газов из монимолимниона в миксолимнион, а не дегазацию в атмосферу через органные трубы. [19]

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 глубокого объема Черного моря представляет собой бескислородную воду . Каспийское море бескислородно ниже 100 м (330 футов). Балтийское море устойчиво стратифицировано, с плотной, высокосоленой водой, составляющей нижний слой, и большими площадями гипоксических осадков (см. Гипоксия Балтийского моря ).

Страндванет в Нурланне слева; лишь небольшой перешеек отделяет озеро от Офотфьорда .
Озеро Бурже — самое большое и глубокое озеро воФранции.
Грин-Лейк — меромиктическое озеро недалеко от Сиракуз, штат Нью-Йорк .
Озеро Санфиш — меромиктическое озеро недалеко от Ватерлоо, Онтарио .
Big Soda Lake — меромиктическое озеро в вулканическом кратере недалеко от Фэллона, штат Невада.
Мыльная пена на берегу озера Соап в Вашингтоне

Список меромиктических озер

Озеро Пакасайво — меромиктическое озеро в Муонио , Финляндия.

Меромиктические озера есть по всему миру. Распределение, по-видимому, кластеризовано, но это может быть связано с неполными исследованиями. В зависимости от точного определения «меромиктического», соотношение между меромиктическими и голомиктическими озерами во всем мире составляет около 1:1000. [20]

Африка

Антарктида

Азия

Австралия

Европа

Северная Америка

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab Wetzel, Robert G. (2001). Лимнология: экосистемы озер и рек (третье изд.). Нью-Йорк: Academic Press. 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. doi :10.1139/f83-207. Архивировано из оригинала (PDF) 6 марта 2009 г.
  3. ^ Хакала, Ану (27 февраля 2004 г.). «Меромиксис как часть эволюции озер – наблюдения и пересмотренная классификация настоящих меромиктических озер в Финляндии» (PDF) . Boreal Environment Research . 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.Как цитирует Хакала (2004).
  5. ^ Хатчинсон, Г. Эвелин (1937). «Вклад в лимнологию засушливых регионов». Труды Академии искусств и наук Коннектикута . 33 : 47–132.Как цитирует Хакала (2004).
  6. ^ Уокер, К. Ф. (март 1974 г.). «Устойчивость меромиктических озер в Центральном Вашингтоне». Лимнология и океанография . 19 (2): 209–222. Bibcode : 1974LimOc..19..209W. doi : 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. Oxford University Press. 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. Bibcode :1986LimOc..31...79F. CiteSeerX 10.1.1.420.7035 . doi :10.4319/lo.1986.31.1.0079. JSTOR  2836641. PMID  11539668. 
  9. ^ Стюарт, К. М.; Уокер, К. Ф.; Лайкенс, Г. Е. (1 января 2009 г.), «Меромиктические озера», в Лайкенс, Джин Э. (ред.), 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.; Корецки, Карла М.; Вайман, Давина А. (2015). «Культурный меромиксис: влияние дорожной соли на химическую стратификацию городского озера-котла». Химическая геология . 395 : 126–137. Bibcode : 2015ChGeo.395..126S. doi : 10.1016/j.chemgeo.2014.12.010.
  11. ^ Дюпюи, Даниэль; Спраг, Эмили; Дочерти, Кэтрин М.; Корецки, Карла М. (15 апреля 2019 г.). «Влияние дорожной соли на сезонное смешивание, окислительно-восстановительную стратификацию и концентрацию метана в городских озерах-котлах». Science of the Total Environment . 661 : 514–521. Bibcode : 2019ScTEn.661..514D. doi : 10.1016/j.scitotenv.2019.01.191. ISSN  0048-9697. PMID  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». Limnology and Oceanography Letters . 8 (1): 93–102. Bibcode : 2023LimOL...8...93L. doi : 10.1002/lol2.10215 . ISSN  2378-2242.
  14. ^ Смолл, Джон П.; Браун, SR; Макнили, RN (1983). «Культурные нарушения и трофическая история небольшого меромиктического озера из центральной Канады». Hydrobiologia . 103 (1): 125–130. doi :10.1007/BF00028439. ISSN  0018-8158.
  15. ↑ Краджик, Кевин (28 марта 2003 г.). «Африканские Давиды и Голиафы». Science . 299 (5615): 2024–2026. doi :10.1126/science.299.5615.2024. ISSN  0036-8075. PMID  12663915.
  16. ^ Бёрер, Бертрам; Сайки, Казуто; Охба, Такеши; Таньилеке, Грег; Роуэ, Дмитрий; Кусакабе, Минору (28 июля 2021 г.). «Углекислый газ в озере Ниос, Камерун, оценен количественно по измерениям скорости звука». Frontiers in Earth Science . 9 . doi : 10.3389/feart.2021.645011 . ISSN  2296-6463.
  17. ^ Тасси, Франко; Роуэ, Дмитрий (12 февраля 2014 г.). «Обзор структуры, опасностей и методов исследования озер типа Ниос с геохимической точки зрения». Журнал лимнологии . 73 (1). doi :10.4081/jlimnol.2014.836. ISSN  1723-8633.
  18. ^ abc Halbwachs, Michel; Sabroux, Jean-Christophe; Kayser, Gaston (2020). «Заключительный этап 32-летнего приключения по дегазации озера Ниос: естественное пополнение CO2 должно быть сбалансировано сбросом через трубы дегазации». Журнал африканских наук о Земле . 167 : 103575. doi : 10.1016/j.jafrearsci.2019.103575 .
  19. ^ Хирслунд, Ф.; Моркель, П. (2020). «Управление опасностями в озере Киву – как и почему». Журнал африканских наук о Земле . 161 : 103672. Bibcode : 2020JAfES.16103672H. doi : 10.1016/j.jafrearsci.2019.103672.
  20. ^ Хакала, Ану (2005). Палеоэкологические и палеоклиматические исследования осадков озера Вяхя-Питкуста и наблюдения за меромиксисом (докторская диссертация). Университет Хельсинки. ISBN 952-10-2154-3.
  21. ^ Гибсон, Джон А.Е. (1999). «Меромиктические озера и стратифицированные морские бассейны холмов Вестфолл, Восточная Антарктида». Antarctic Science 11.2, 175–192.
  22. ^ Лайкенс, Джин Э., ред. (2010). Экология экосистемы озера: глобальная перспектива. Academic Press. стр. 186. ISBN 978-0-12-382003-7.Производная от Энциклопедии внутренних вод .
  23. ^ "Лаго ди Каданьо". Centro Biologia Alpina (на итальянском языке). 6 декабря 2014 года . Проверено 23 февраля 2015 г.
  24. ^ Жаке, Стефан; Бриан, Жан-Франсуа; и др. (2003). «Распространение токсичной цианобактерии Planktothrix rubescens после восстановления крупнейшего естественного французского озера (Lac du Bourget)» (PDF) . Вредные водоросли . 4 (4): 651–672. CiteSeerX 10.1.1.541.2297 . doi :10.1016/j.hal.2003.12.006. S2CID  51989121. Архивировано из оригинала (PDF) 6 марта 2009 г. . Получено 13 мая 2008 г. . 
  25. ^ Льюис, Тед; Ламурё, Скотт Ф.; Нормандо, Александр; Дуган, Хилари А. (2017). «Гиперпикнальные потоки контролируют сохранение и промывку гипоксической придонной воды с высокой проводимостью в высокоарктическом озере». Arctic Science . doi : 10.1139/as-2017-0022 . hdl : 1807/81139 .
  26. ↑ Заседание совета — 19 января 2016 г. — муниципалитет Трент-Лейкс
  27. ^ Парки Онтарио: Петроглифы
  28. ^ 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. Bibcode : 1986JGR....91.7647S. doi : 10.1029/JC091iC06p07647.
  29. ^ Смол, Джон П.; Браун, SR; Макнили, RN (1983). «Культурные нарушения и трофическая история небольшого меромиктического озера из центральной Канады». Палеолимнология . С. 125–130. doi :10.1007/978-94-009-7290-2_20. ISBN 978-94-009-7292-6.
  30. ^ Заповедная зона озера Харт: генеральный план, Консультативный комитет по генеральному плану заповедной зоны озера Харт, Группа планирования заповедных земель, TRCA
  31. ^ Toney, Jaime L.; Rodbell, Donald T.; Miller, Norton G. (2003). «Седиментологические и палинологические записи последней дегляциации и голоцена из озера Боллстон, Нью-Йорк» (PDF) . Quaternary Research . 60 (2): 189–199. Bibcode :2003QuRes..60..189T. doi :10.1016/S0033-5894(03)00093-0. S2CID  129373891 . Получено 9 сентября 2018 г. .
  32. ^ Cloern, James E.; Cole, Brian E. & Oremland, Ronald S. (ноябрь 1983 г.). «Автотрофные процессы в меромиктическом озере Биг-Сода, Невада». Лимнология и океанография . 28 (6): 1049–1061. Bibcode : 1983LimOc..28.1049C. doi : 10.4319/lo.1983.28.6.1049 . JSTOR  2836268.
  33. ^ Ламбрехт, Николас; Витткоп, Чад; Кацев, Сергей; Фахраи, Моджтаба; Своннер, Элизабет (2018). «Геохимическая характеристика двух железистых меромиктических озер в Верхнем Среднем Западе, США». Журнал геофизических исследований: Biogeosciences . 123 (10): 3403–3422. Bibcode : 2018JGRG..123.3403L. doi : 10.1029/2018JG004587 .
  34. ^ Ламбрехт, Николас; Витткоп, Чад; Кацев, Сергей; Фахраи, Моджтаба; Своннер, Элизабет Д. (2018). «Геохимическая характеристика двух железистых меромиктических озер в Верхнем Среднем Западе, США». Журнал геофизических исследований: Biogeosciences . 123 (10): 3403–3422. Bibcode : 2018JGRG..123.3403L. doi : 10.1029/2018JG004587 .
  35. ^ "Озера и пруды". На фото Rocks National Lakeshore, Мичиган . Служба национальных парков, Министерство внутренних дел США . Получено 23 февраля 2016 г.
  36. ^ Андерсон, GC (июль 1958 г.). «Некоторые лимнологические особенности мелководного соленого меромиктического озера». Лимнология и океанография . 3 (3): 259–270. Bibcode :1958LimOc...3..259A. doi : 10.4319/lo.1958.3.3.0259 .
  37. ^ Паркин, ТБ и Брок, ТД (сентябрь 1981 г.). «Роль фототрофных бактерий в цикле серы меромиктического озера». Лимнология и океанография . 26 (5): 880–890. Bibcode :1981LimOc..26..880P. doi : 10.4319/lo.1981.26.5.0880 .
  38. ^ Веймар, Уолтер С. и Ли, Г. Фред (май 1973 г.). «Некоторые соображения о химической лимнологии меромиктического озера Мэри». Лимнология и океанография . 18 (3): 414–425. Bibcode : 1973LimOc..18..414W. doi : 10.4319/lo.1973.18.3.0414 . JSTOR  2834466.
  39. ^ Маккой, GA (1977). «Лимнологические исследования на юго-востоке Аляски и измерения качества воды вдоль маршрута TAPS во время строительства трубопровода». Циркуляр 751-B: Исследование USGS на Аляске, достижения в 1976 году . Геологическая служба США: B7.

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме Меромиктические озера .
Найдите термины меромиктическое озеро  или монимолимнион в Викисловаре, бесплатном словаре.