Великие озера , также называемые Великими озерами Северной Америки , представляют собой серию крупных взаимосвязанных пресноводных озер в восточно-центральной части Северной Америки , которые соединяются с Атлантическим океаном через реку Святого Лаврентия . Пять озер — Верхнее , Мичиган , Гурон , Эри и Онтарио , обычно находятся на границе Канады и США или вблизи нее . С гидрологической точки зрения Мичиган и Гурон представляют собой единый водоем, соединенный проливом Макино . Водный путь Великих озер обеспечивает современные путешествия и перевозки по воде между озерами.
Великие озера представляют собой крупнейшую группу пресноводных озер на Земле по общей площади и вторую по величине по общему объему, содержащую 21% мировой поверхностной пресной воды по объему. [1] [2] [3] Общая поверхность составляет 94 250 квадратных миль (244 106 км 2 ), а общий объем (измеренный по отсчету от низкой воды) составляет 5 439 кубических миль (22 671 км 3 ), [4] немного меньше, чем объем озера Байкал (5666 куб. миль или 23615 км 3 , 22–23% мировых поверхностных пресных вод). Из-за своих морских характеристик, таких как катящиеся волны, устойчивые ветры, сильные течения, большие глубины и далекие горизонты, пять Великих озер издавна назывались внутренними морями . [5] В зависимости от того, как оно измеряется по площади поверхности, озеро Верхнее или озеро Мичиган-Гурон является вторым по величине озером в мире и самым большим пресноводным озером. Озеро Мичиган — самое большое озеро, полностью находящееся на территории одной страны. [6] [7] [8] [9]
Великие озера начали формироваться в конце последнего ледникового периода около 14 000 лет назад, когда отступающие ледниковые щиты обнажили впадины, которые они высекли на земле, и которые затем наполнились талой водой. [10] Озера были основным источником транспорта, миграции, торговли и рыболовства, служа средой обитания для многих водных видов в регионе с большим биоразнообразием . Окружающий регион называется районом Великих озер , в который входит мегаполис Великих озер . [11]
Хотя пять озер расположены в отдельных бассейнах, они образуют единый, естественно взаимосвязанный массив пресной воды в бассейне Великих озер . Представляя собой цепочку озер и рек, они соединяют восточно-центральную часть Северной Америки с Атлантическим океаном. Из внутренней части к устью реки Святого Лаврентия вода течет из Верхнего в Гурон и Мичиган, на юг в Эри и, наконец, на север к озеру Онтарио. Озера истощают большой водораздел через множество рек и содержат около 35 000 островов. [12] В бассейне также есть несколько тысяч небольших озер, часто называемых «внутренними озерами». [13]
Площадь поверхности пяти основных озер вместе взятых примерно равна размеру Соединенного Королевства, а площадь поверхности всего бассейна (озёр и земель, которые они дренируют) примерно равна площади Великобритании и Франции вместе взятых. [14] Озеро Мичиган — единственное из Великих озер, которое полностью находится на территории Соединенных Штатов; остальные образуют водную границу между Соединенными Штатами и Канадой. Озера разделены между юрисдикциями канадской провинции Онтарио и американских штатов Мичиган , Висконсин , Миннесота , Иллинойс , Индиана , Огайо , Пенсильвания и Нью-Йорк . И провинция Онтарио, и штат Мичиган включают в свои границы части четырех озер: провинция Онтарио не граничит с озером Мичиган, а штат Мичиган не граничит с озером Онтарио. Юрисдикция Нью-Йорка и Висконсина распространяется на два озера, а каждый из остальных штатов - на одно из озер.
Поскольку поверхности озер Верхнее, Гурон, Мичиган и Эри находятся примерно на одинаковой высоте над уровнем моря, а озеро Онтарио значительно ниже, а также поскольку Ниагарский откос препятствует естественному судоходству, четыре верхних озера обычно называют «верхними». Великие озера". Это обозначение не является универсальным. Те, кто живет на берегу озера Верхнее, часто называют все остальные озера «нижними озерами», потому что они находятся южнее. Моряки сухогрузов , перевозящих грузы из озера Верхнее, северного озера Мичиган и озера Гурон в порты на озере Эри или Онтарио, обычно называют последние нижними озерами, а озера Мичиган, Гурон и Верхнее - верхними озерами. Это соответствует представлению об озерах Эри и Онтарио как о «на юге», а о других — как о «на севере». Суда, идущие на север по озеру Мичиган, считаются «восходящими», даже если они плывут навстречу его сточному течению. [18]
Озера Гурон и Мичиган иногда считают одним озером, называемым озером Мичиган-Гурон, поскольку они представляют собой один гидрологический водоем, соединенный проливом Макино. [19] Проливы имеют ширину пять миль (8 км) [14] и глубину 120 футов (37 м); уровни воды поднимаются и опускаются одновременно, [20] и поток между Мичиганом и Гуроном часто меняет направление.
По Великим озерам разбросано около 35 000 островов . [12] Самым большим из них является остров Манитулин на озере Гурон, самый большой остров в любом внутреннем водоеме в мире. [28] Второй по величине остров — остров Рояль на озере Верхнее. [29] Оба этих острова достаточно велики, чтобы содержать несколько озер — например, озеро Маниту на острове Манитулин — самое большое в мире озеро на пресноводном острове. [30] Некоторые из этих озер даже имеют свои собственные острова, например, Остров Сокровищ на озере Миндемойя на острове Манитулин.
Между Великими озерами также есть несколько полуостровов, в том числе полуостров Дор , полуостров Мичиган и полуостров Онтарио . Некоторые из этих полуостровов даже содержат полуострова меньшего размера, такие как полуострова Брюс , Кевино , Лиланау , Ниагара и Тамб . Населенные пункты на полуостровах включают Гранд-Рапидс , Флинт и Детройт в Мичигане, а также Лондон , Гамильтон , Брантфорд и Торонто в Онтарио.
Хотя Морской путь Святого Лаврентия и Водный путь Великих озер делают Великие озера доступными для океанских судов, [31] переход на более широкие океанские контейнеровозы , которые не проходят через шлюзы на этих маршрутах, ограничил контейнерные перевозки на этих маршрутах. озера. Большая часть торговли через Великие озера осуществляется сыпучими материалами, и грузовые суда размером Seawaymax или меньше могут перемещаться по всем озерам и выходить в Атлантику. [32] Более крупные суда ограничиваются работой в пределах озер. Только баржи могут получить доступ к системе водных путей Иллинойса , обеспечивающей доступ к Мексиканскому заливу через реку Миссисипи. Несмотря на свои огромные размеры, большие участки Великих озер зимой замерзают, что прерывает большую часть судоходства с января по март. Некоторые ледоколы курсируют по озерам, сохраняя судоходные пути открытыми в другие периоды льда на озерах.
Великие озера соединены Чикагским санитарным и судоходным каналом с Мексиканским заливом через реку Иллинойс (из реки Чикаго ) и реку Миссисипи. Альтернативный путь - через реку Иллинойс (из Чикаго) к Миссисипи, вверх по Огайо, а затем через водный путь Теннесси-Томбигби (сочетание ряда рек, озер и каналов) к заливу Мобил и заливу. Мексика. Коммерческое движение буксиров и барж на этих водных путях интенсивное. [33]
Прогулочные катера могут заходить в Великие озера или выходить из них через канал Эри и реку Гудзон в Нью-Йорке. Канал Эри соединяется с Великими озерами на восточной оконечности озера Эри (в Буффало, штат Нью-Йорк ) и на южной стороне озера Онтарио (в Освего, штат Нью-Йорк ).
Первоначально озера питались как осадками, так и талой водой ледников, которых больше нет. В наше время только около 1% объема в год составляет «новая» вода, берущая свое начало из рек, осадков и источников подземных вод. В послеледниковый период испарение и дренаж в целом были сбалансированы, что делало уровень озер относительно постоянным. [14]
Интенсивный рост населения начался в регионе в ХХ веке и продолжается по сей день. [14] Было установлено, что по крайней мере два вида деятельности человека по использованию воды потенциально могут повлиять на уровень озер: отвод (перенос воды в другие водосборы) и потребление (в основном это происходит сегодня за счет использования озерной воды для выработки электроэнергии и охлаждения). электростанций, что приводит к испарению). [34] Отток через Чикагский санитарный и судоходный канал более чем уравновешивается искусственными притоками через реки Огоки и водозаборы из озера Лонг-Лейк/Кеногами . [35] Колебания уровня воды в озерах наблюдались с момента начала регистрации в 1918 году. [36] Уровень воды в озере Мичиган-Гурон оставался довольно постоянным на протяжении 20 века. [37] Недавние уровни в озерах включают рекордно низкие уровни в 2013 году в озерах Верхнее, Эри и Мичиган-Гурон, [38] за которыми следовали рекордно высокие уровни в 2020 году [39] в тех же озерах. Уровень воды в озере Онтарио в тот же период оставался относительно постоянным, колеблясь около среднего исторического уровня. [36]
На уровень озера влияют, прежде всего, изменения региональной метеорологии и климатологии. Отток из озер Верхнее и Онтарио регулируется, а отток Мичиган-Гурон и Эри вообще не регулируется. Онтарио является наиболее жестко регулируемым регионом, его отток контролируется плотиной Мозеса-Сондерса , что объясняет его постоянный исторический уровень. [40]
Великие озера содержат 21% мировой поверхностной пресной воды: 5472 кубических миль (22810 км 3 ), или 6,0×10 15 галлонов США, то есть 6 квадриллионов галлонов США (2,3×10 16 литров). Озера содержат около 84% поверхностных пресных вод Северной Америки; [48] Если бы вода была равномерно распределена по всей территории континента, она достигла бы глубины 5 футов (1,5 метра). [49] Этого количества воды достаточно, чтобы покрыть 48 смежных штатов США на одинаковую глубину 9,5 футов (2,9 м). Хотя в озерах содержится большой процент пресной воды в мире, Великие озера поставляют лишь небольшую часть питьевой воды в США в национальном масштабе. [50]
Общая площадь озер составляет примерно 94 250 квадратных миль (244 100 км 2 ) — почти такого же размера, как в Соединенном Королевстве, и больше, чем штаты США Нью-Йорк , Нью-Джерси , Коннектикут , Род-Айленд , Массачусетс , Вермонт и США. Нью-Гэмпшир вместе взятый. [51] Длина побережья Великих озер составляет приблизительно 10 500 миль (16 900 км); [14] но длину береговой линии невозможно точно измерить, и она не является четко определенной мерой . Канада граничит примерно с 5200 милями (8400 км) береговой линии, а остальные 5300 миль (8500 км) граничат с Соединенными Штатами. Мичиган имеет самую длинную береговую линию в Соединенных Штатах, граничащую примерно с 3288 милями (5292 км) озер, за ним следуют Висконсин (820 миль (1320 км)), Нью-Йорк (473 мили (761 км)) и Огайо (312 миль (312 миль) 502 км)). [52] Чтобы пересечь береговую линию всех озер, потребуется преодолеть расстояние, примерно эквивалентное путешествию полмира по экватору. [14]
Примечательным современным явлением является образование ледяных вулканов над озерами в зимнее время. Штормовые волны прорезают ледяной покров озер и создают конические насыпи из-за извержения воды и слякоти. Этот процесс хорошо задокументирован только в районе Великих озер, и считается, что он спас южные береговые линии от более серьезной скальной эрозии. [53]
.JPG/1280px-Plate_21_-_Glacial_Lake_Algonquin_and_its_Correlatives_(USGS_1915).JPG)
Было подсчитано, что фундаментальная геология, которая создала условия, формирующие нынешние верхние районы Великих озер, была заложена от 1,1 до 1,2 миллиарда лет назад, [14] [54] , когда две ранее слившиеся тектонические плиты раскололись и образовали Срединный континентальный разлом , который пересек тектоническую зону Великих озер . Образовалась долина, образующая бассейн, который в конечном итоге стал современным озером Верхнее. Когда вторая линия разлома, разлом Святого Лаврентия , образовалась примерно 570 миллионов лет назад, [14] была создана основа для озер Онтарио и Эри, а также того, что впоследствии стало рекой Святого Лаврентия.
По оценкам, Великие озера образовались в конце последнего ледникового периода ( оледенение Висконсина закончилось 10 000–12 000 лет назад), когда ледниковый щит Лаврентида отступил. [10] Отступление ледникового щита оставило после себя большое количество талой воды ( озеро Алгонкин , озеро Чикаго , ледниковое озеро Ирокезы и море Шамплейн ), которые заполнили бассейны, образовавшиеся ледниками, создав таким образом Великие озера такими, какие они есть. сегодня. [55] Из-за неравномерного характера ледниковой эрозии некоторые более высокие холмы стали островами Великих озер. Ниагарский откос повторяет контур Великих озер между Нью-Йорком и Висконсином. Земля под ледниками «отскочила» , когда она была обнаружена. [56] Поскольку ледники покрывали некоторые районы дольше, чем другие, отскок ледников происходил с разной скоростью.
Великие озера имеют влажный континентальный климат, классификация климата Кеппена Dfa (в южных районах) и Dfb (в северных частях) [57] с различным влиянием воздушных масс из других регионов, включая сухие, холодные арктические системы, умеренные тихоокеанские воздушные массы из на западе и теплые влажные тропические системы с юга и Мексиканского залива. [58] Озера оказывают смягчающее воздействие на климат; они также могут увеличить общее количество осадков и вызвать снегопад с эффектом озера . [57]
Великие озера могут оказывать влияние на региональную погоду, называемую снегом с эффектом озера , который иногда бывает очень локальным. Даже в конце зимы в середине озер часто нет ледяного покрова. Преобладающие западные ветры забирают воздух и влагу с поверхности озера, которая немного теплее по сравнению с холодными приземными ветрами над ними. Когда немного более теплый и влажный воздух проходит над более холодной поверхностью земли, влага часто приводит к концентрированному обильному снегопаду, который образует полосы или «полосы». Это похоже на эффект выпадения снега из более теплого воздуха, когда он проходит над горными хребтами. В морозную погоду с сильным ветром в « снежных поясах » регулярно выпадает снег из-за этого локального режима погоды, особенно вдоль восточных берегов озер. Снежные пояса встречаются в Висконсине, Мичигане, Огайо, Пенсильвании, Нью-Йорке и Онтарио. С эффектом озера связано регулярное появление туманов, особенно вдоль береговой линии озер. Это наиболее заметно на берегах озера Верхнее.
Озера имеют тенденцию в некоторой степени смягчать сезонные температуры, но не с таким большим влиянием, как большие океаны; летом они поглощают тепло и охлаждают воздух, а осенью медленно излучают это тепло. Они защищают от мороза в переходную погоду и поддерживают летнюю температуру ниже, чем в глубине страны. Этот эффект может быть очень локализованным и подавляться морскими ветрами. В результате такого температурного буфера образуются зоны, известные как « фруктовые пояса », где можно выращивать фрукты, которые обычно выращиваются гораздо южнее. Например, в западном Мичигане есть яблоневые сады, а вишневые сады выращиваются рядом с берегом озера вплоть до залива Гранд-Траверс . Рядом с Коллингвудом, Онтарио , коммерческие фруктовые сады, в том числе несколько виноделен, существуют недалеко от береговой линии южной части залива Ноттавасага . На восточном берегу озера Мичиган и на южном берегу озера Эри расположено множество успешных виноделен из-за смягчающего воздействия озер, а также на крупных коммерческих территориях выращивания фруктов и вина на полуострове Ниагара, расположенных между озерами Эри и Онтарио. Подобное явление позволяет винодельням процветать в районе Фингер-Лейкс в Нью-Йорке, а также в округе Принс-Эдвард, Онтарио , на северо-восточном берегу озера Онтарио.
Было замечено, что Великие озера способствуют усилению штормов, таких как ураган «Хейзел» в 1954 году и торнадо в Годерихе, Онтарио, в 2011 году , который переместился на берег в виде торнадо-водяного смерча . В 1996 году в озере Гурон наблюдался редкий тропический или субтропический шторм, получивший название циклона озера Гурон 1996 года . В середине лета в районе Великих озер хорошо известны довольно сильные сильные грозы, охватывающие обширные территории; эти мезомасштабные конвективные комплексы или MCC [59] могут нанести ущерб обширным лесным массивам и разбить стекла в городских зданиях. Эти штормы в основном случаются ночью, и иногда в системах наблюдаются небольшие встроенные торнадо, но чаще прямолинейные ветры, сопровождаемые сильными молниями.
Исторически Великие озера, помимо своей озерной экологии , были окружены различными лесными экорегионами (за исключением относительно небольшой территории на юго-востоке озера Мичиган, куда иногда вторгались саванны или прерии ). Лесозаготовка, урбанизация и использование в сельском хозяйстве изменили эти отношения. В начале 21 века берега озера Верхнее на 91% покрыты лесом, озера Гурон - на 68%, озера Онтарио - на 49%, озера Мичиган - на 41% и озера Эри, где лесозаготовка и урбанизация были наиболее обширными - 21%. Некоторые из этих лесов имеют второй или третий рост (т.е. они вырубались раньше, изменяя свой состав). Задокументировано, что по меньшей мере 13 видов диких животных вымерли с момента прибытия европейцев, а многие другие находятся под угрозой исчезновения. [14] Между тем, были также интродуцированы экзотические и инвазивные виды.
Если организмы, обитающие на дне мелководья, аналогичны организмам, обитающим в более мелких озерах, то в глубоких водах встречаются организмы, встречающиеся только в глубоких холодных озерах северных широт. К ним относятся нежная креветка-опоссум (отряд мизида ), глубоководный порыв (ракообразное отряда амфипода ), два типа копепод и глубоководный бычок (колючая большеголовая рыба). [61]
Великие озера являются важным источником рыболовства . Ранние европейские поселенцы были поражены разнообразием и количеством рыбы; в Великих озерах обитало 150 различных видов. [14] На протяжении всей истории популяции рыб были ранним индикатором состояния озер и остаются одним из ключевых индикаторов даже в нынешнюю эпоху сложных анализов и измерительных приборов. Согласно двухнациональному (США и Канаде) справочнику « Великие озера: экологический атлас и справочник» : «Крупнейшие уловы рыбы в Великих озерах были зарегистрированы в 1889 и 1899 годах и составили около 67 000 тонн (66 000 длинных тонн; 74 000 коротких тонн). ) [147 миллионов фунтов]». [62]
К 1801 году Законодательное собрание Нью-Йорка сочло необходимым принять правила, ограничивающие препятствия для естественной миграции атлантического лосося из озера Эри в их нерестовые каналы. В начале 19 века правительство Верхней Канады сочло необходимым принять аналогичный закон, запрещающий использование плотин и сетей в устьях притоков озера Онтарио. Было принято и другое защитное законодательство, но обеспечить его соблюдение по-прежнему было сложно. [63]
По обе стороны границы Канады и США увеличилось количество плотин и водохранилищ, что требует дополнительных усилий по регулированию. К середине XIX века опасения вызывали препятствия на реках, из-за которых лосось и озерный осетр не могли добраться до своих нерестилищ. Комиссия по рыболовству Висконсина отметила сокращение общего вылова рыбы примерно на 25% к 1875 году. При необходимости штаты сняли плотины с рек. [ необходимо разъяснение ] [64]
Чрезмерный вылов рыбы был назван возможной причиной сокращения популяции различных видов сига , что важно из-за их кулинарной привлекательности и, следовательно, экономических последствий. Более того, между 1879 и 1899 годами зарегистрированный улов сига снизился с примерно 24,3 миллиона фунтов (11 миллионов кг) до чуть более 9 миллионов фунтов (4 миллиона кг). [65] К 1900 году коммерческие рыбаки на озере Мичиган вылавливали в среднем 41 миллион фунтов рыбы ежегодно. [66] К 1938 году коммерческое рыболовство в Висконсине было моторизовано и механизировано, создав рабочие места для более чем 2000 рабочих и вылавливая 14 миллионов фунтов в год. [66] Популяция гигантских пресноводных мидий была уничтожена, поскольку мидии собирались для использования в качестве пуговиц ранними предпринимателями Великих озер. [65]
В «Великих озерах: Экологический атлас и справочник» (1972) отмечается: «От некогда крупного коммерческого рыболовства остались лишь отдельные участки». [62] Улучшение качества воды, реализованное в 1970-х и 1980-х годах, в сочетании с успешными программами зарыбления лососевых, способствовало развитию крупного любительского рыболовства. [67] Последний коммерческий рыбак покинул Милуоки в 2011 году из-за чрезмерного вылова рыбы и антропогенных изменений в биосфере. [66]
.jpg/1280px-Lake_Superior_North_Shore(v2).jpg)
С XIX века около 160 новых видов попали в экосистему Великих озер; многие стали агрессивными; балласт иностранных судов и паразитизм в корпусе судна вызывают серьезные экономические и экологические последствия. [68] [69] По данным Ассоциации образования внутренних морей, в среднем новый вид попадает в Великие озера каждые восемь месяцев. [69] Интродукция в Великие озера включает мидию-зебру , которая была впервые обнаружена в 1988 году, и мидию кваггу в 1989 году. С 2000 года инвазивная мидия квагга заполонила дно озера Мичиган почти от берега до берега, и их численность составляет оценивается в 900 трлн. [66] Моллюски являются эффективными фильтраторами, конкурируя с местными мидиями и сокращая доступную пищу и нерестилища для рыб . Кроме того, мидии могут создавать неудобства для промышленности, засоряя трубы. В 2007 году Служба охраны рыбы и дикой природы США подсчитала, что экономический эффект от дрейссены может составить около 5 миллиардов долларов в течение следующего десятилетия. [70] [ нужно обновить ]
Алевайф впервые попала в систему к западу от озера Онтарио по каналам XIX века . К 1960-м годам маленькая серебряная рыбка стала привычной неприятностью для любителей пляжного отдыха на озерах Мичиган, Гурон и Эри. Периодическая массовая гибель приводит к тому, что огромное количество рыбы выбрасывается на берег; По оценкам различных правительств, процент биомассы озера Мичиган, который в начале 1960-х годов составляли живые самки, достигал 90%. В конце 1960-х годов правительства различных штатов и федеральное правительство начали зарыблять несколько видов лососевых, включая местную озерную форель, а также неместную чавычу и кижуча ; к 1980-м годам популяция алей резко сократилась. [71] Ерш , небольшая окуневая рыба из Евразии, стал самым многочисленным видом рыб в реке Сент-Луис в озере Верхнее в течение пяти лет после своего обнаружения в 1986 году. Его ареал, расширившийся до озера Гурон, представляет значительную угрозу для Нижнеозёрное рыболовство. [72] Спустя пять лет после первого наблюдения в реке Сент-Клер, бычок-кругляк теперь можно встретить во всех Великих озерах. Бычок считается нежелательным по нескольким причинам: он охотится на донную рыбу, нарушает оптимальную среду обитания, нерестится несколько раз за сезон и может выжить в условиях плохого качества воды. [73]
Приток паразитических популяций миног после строительства канала Эри и гораздо более позднего канала Уэлленд привел к тому, что два федеральных правительства США и Канады начали работать над совместными предложениями по контролю над ним. К середине 1950-х годов популяция озерной форели в озерах Мичиган и Гурон сократилась, причем в основном виновата была минога. Это привело к созданию двухнациональной Комиссии по рыболовству Великих озер .
Несколько видов экзотических водяных блох были случайно завезены в Великие озера, такие как колючая водяная блоха Bythotrephes longimanus и водяная блоха Cercopagis pengoi , потенциально оказывающие влияние на популяцию зоопланктона . Также было интродуцировано несколько видов раков , которые могут конкурировать с местными популяциями раков. Совсем недавно на Чикагском санитарно-судоходном канале было установлено электрическое ограждение, чтобы не допустить попадания в озера нескольких видов агрессивных азиатских карпов . Эти быстрорастущие планктоноядные рыбы густо заселили речные системы Миссисипи и Иллинойса. [74] Инвазивные виды, особенно мидии-зебры и квагги, могут быть, по крайней мере частично, ответственны за коллапс сообщества глубоководных демерсальных рыб в озере Гурон, [75] , а также за радикальные беспрецедентные изменения в сообществе зоопланктона озера. [76]
Ученые понимают, что микроводная жизнь озер многочисленна, но очень мало знают о некоторых из самых многочисленных микробов и их влиянии на окружающую среду в Великих озерах. Хотя капля озерной воды может содержать 1 миллион бактериальных клеток и 10 миллионов вирусов , только с 2012 года начались долгосрочные исследования озерных микроорганизмов. В период с 2012 по 2019 год было открыто более 160 новых видов. [77]
Естественная среда обитания и экорегионы в районе Великих озер включают:
Списки растений включают:
Ведение журнала
Вырубка обширных лесов в районе Великих озер привела к удалению прибрежного и прилегающего древесного покрова над реками и ручьями, которые создают тень, снижая температуру воды в нерестилищах рыбы. Вырубка деревьев также дестабилизировала почву: большие ее объемы смывались в русла рек, вызывая заиление гравийных пластов и более частые наводнения.
Спуск срубленных бревен по притокам рек в Великие озера также привел к смещению отложений. В 1884 году Комиссия по рыболовству Нью-Йорка установила, что сброс отходов лесопилки (щепы и опилок) повлиял на популяцию рыб. [78]
Первый Закон США о чистой воде , принятый Конгрессом после того, как президент США Ричард Никсон в 1972 году наложил на него вето, был ключевым законодательным актом [79] наряду с двухнациональным Соглашением о качестве воды в Великих озерах, подписанным Канадой и США. Различные шаги, предпринятые для переработки промышленных и муниципальных загрязнений в систему, значительно улучшили качество воды к 1980-м годам, и, в частности, озеро Эри стало значительно чище. [80] Резко сократились выбросы токсичных веществ. Федеральные и государственные правила контролируют такие вещества, как ПХД . Первым из 43 « зон, вызывающих озабоченность Великих озер », который был официально «исключен из списка» в результате успешной очистки, была гавань Коллингвуд в Онтарио в 1994 году; В 2003 году за ним последовал Северн-Саунд в Онтарио. [81] Залив Преск-Айл в Пенсильвании официально внесен в список восстанавливающихся, как и Спэниш-Харбор в Онтарио. Десятки других проблемных территорий были частично очищены, например, река Руж (Мичиган) и гавань Уокеган (Иллинойс). [82]
Фосфатные моющие средства исторически были основным источником питательных веществ для цветения водорослей Великих озер, особенно в более теплых и мелководных частях системы, таких как озеро Эри, залив Сагино , Грин-Бей и самая южная часть озера Мичиган. К середине 1980-х годов в большинстве юрисдикций, граничащих с Великими озерами, фосфатные моющие средства контролировались. [83] Сине-зеленые водоросли, или цветение цианобактерий , [84] создают проблемы на озере Эри с 2011 года. [85] «Недостаточно делается для того, чтобы удобрения и фосфор не попадали в озеро и не вызывали цветение», — сказал Майкл. Маккей, исполнительный директор Института экологических исследований Великих озер (GLIER) при Виндзорском университете . Самое крупное на сегодняшний день цветение озера Эри произошло в 2015 году, превысив индекс серьезности на 10,5, а в 2011 году - на 10. [86] В начале августа 2019 года на спутниковых снимках было запечатлено цветение на озере Эри площадью до 1300 квадратных километров с самым сильным концентрация недалеко от Толедо, штат Огайо . Сильное цветение не обязательно означает, что цианобактерии... будут производить токсины», — сказал Майкл Маккей из Виндзорского университета. В августе 2019 года проводились испытания качества воды. [87] [86]
По данным Федерального управления качества воды США, до 1970 года ртуть не входила в список вредных химических веществ. В 21 веке ртуть стала более заметной в анализах воды. Соединения ртути использовались на бумажных фабриках для предотвращения образования слизи во время их производства, а химические компании использовали ртуть для отделения хлора от соляных растворов. Исследования, проведенные Агентством по охране окружающей среды , показали, что когда ртуть вступает в контакт со многими бактериями и соединениями в пресной воде, она образует соединение метилртуть , которое оказывает гораздо большее влияние на здоровье человека, чем элементарная ртуть, из-за более высокая склонность к абсорбции. Эта форма ртути не вредна для большинства видов рыб, но очень вредна для людей и других диких животных, потребляющих рыбу. Меркурий известен своими проблемами со здоровьем, такими как врожденные дефекты у людей и животных, а также почти полное исчезновение орлов в районе Великих озер. [88]
Количество неочищенных сточных вод, сбрасываемых в воды, было основным предметом внимания как первого Соглашения о качестве воды Великих озер, так и федеральных законов, принятых в обеих странах в 1970-х годах. Внедрение вторичной очистки муниципальных сточных вод в крупных городах значительно сократило регулярный сброс неочищенных сточных вод в 1970-х и 1980-х годах. [89] Международная совместная комиссия в 2009 году резюмировала изменения: «С начала 1970-х годов уровень очистки для снижения загрязнения от сбросов сточных вод в Великие озера значительно улучшился. и технологии, а также надежные системы регулирования, которые в целом оказались весьма эффективными». [90] Комиссия сообщила, что все городские системы очистки сточных вод на американской стороне озер внедрили вторичную очистку, как и все на канадской стороне, за исключением пяти небольших систем. [ нужна цитата ]
Хотя эти модернизации систем очистки и противоречат федеральным законам обеих стран, они еще не устранили комбинированные случаи переполнения канализации . [ нужна цитация ] Это описывает случаи, когда старые канализационные системы, которые объединяют ливневые воды со сточными водами в отдельные коллекторы, ведущие к очистным сооружениям, временно перегружены сильными ливнями. Местные органы по очистке сточных вод затем должны сбрасывать неочищенные сточные воды, смесь дождевой и сточных вод, в местные водоемы. Хотя огромные государственные инвестиции, такие как проекты «Глубокого туннеля» в Чикаго и Милуоки , значительно сократили частоту и объем этих мероприятий, они не были отменены. Например, по данным Международной объединенной комиссии, количество таких случаев переполнения в Онтарио остается неизменным. [90] В сообщениях по этому вопросу со стороны США подчеркивается, что пять крупных муниципальных систем (детройт, кливленд, буффало, милуоки и гэри ) являются крупнейшими в настоящее время периодическими источниками неочищенных сбросов в Великие озера. [91]
В мозгу рыб Великих озер содержатся антидепрессанты, предназначенные для человека, что вызывает обеспокоенность. Число взрослых американцев, принимающих антидепрессанты, выросло с 7,7% всех взрослых американцев в 1999–2002 годах до 12,7% в 2011–2014 годах. Поскольку антидепрессанты выходят из человеческого тела и через системы канализации в Великие озера, это приводит к тому, что в мозгу рыбы в Великих озерах уровень антидепрессантов в двадцать раз превышает уровень содержания в воде, что приводит к рыба чрезвычайно счастлива и, следовательно, менее склонна к риску, вплоть до нанесения ущерба популяциям рыб. [92]
Исследователи обнаружили, что ежегодно в Великие озера попадает более 22 миллионов фунтов (10,0 тыс. тонн) пластика. [93] Пластмассы в воде распадаются на очень мелкие частицы, известные как микропластик . Микропластик также может поступать из синтетической одежды, смываемой в канализацию. [94] Пластиковые отходы, обнаруженные в озерах, включают одноразовый пластик , пластик, используемый в упаковке, контейнерах для выноса, а также предпроизводственные гранулы, производимые промышленностью по производству пластмасс. [95] Высокие концентрации микропластика были обнаружены у 100 процентов рыб, которых исследовали исследователи из лаборатории Рохмана. Ежегодно в Великих озерах вылавливается около 50 миллионов фунтов (23 тыс. тонн) рыбы, что вызывает обеспокоенность по поводу того, как это может повлиять на здоровье человека. [94] Микроскопические кусочки пластика также были обнаружены в питьевой воде из Великих озер. По оценкам, почти 40 миллионов человек в регионе полагаются на питьевую воду из Великих озер. [93]
Несколько самодействующих плавучих устройств под названием Seabin были установлены в Великих озерах для сбора пластикового мусора в рамках проекта по очистке от пластика в Великих озерах. В период с 2020 по 2021 год в рамках проекта с помощью этой технологии было уловлено 74 000 единиц мусора; однако он не претендует на то, чтобы догнать 22 миллиона фунтов (10,0 тыс. тонн) пластика, которые ежегодно попадают в Великие озера. Производство, потребление и выбрасывание пластика, похоже, остаются основой проблемы мусора Великих озер. [96]
Такие водоросли, как диатомовые водоросли , наряду с другим фитопланктоном , являются первичными фотосинтетическими производителями , поддерживающими пищевую сеть Великих озер [97] и пострадали от глобального потепления . [98] Изменения в размере или функциях первичных производителей могут оказывать прямое или косвенное влияние на пищевую сеть. Фотосинтез, осуществляемый диатомовыми водорослями, составляет около одной пятой от общего фотосинтеза. [ где? ] Извлекая CO 2 из воды для фотосинтеза, диатомовые водоросли помогают стабилизировать pH воды , поскольку CO 2 вступает в реакцию с водой с образованием углекислоты .
Диатомовые водоросли приобретают неорганический углерод посредством пассивной диффузии CO 2 и HCO.−3и использовать активный транспорт, опосредованный карбоангидразой , чтобы ускорить этот процесс. [99] Крупным диатомовым водорослям требуется больше поглощения углерода, чем более мелким диатомовым водорослям. [100] Существует положительная корреляция между площадью поверхности и концентрацией хлорофилла в клетках диатомей. [101]
Несколько индейских популяций ( палеоиндейцы ) населяли этот регион около 10 000 г. до н.э., после окончания Висконсинского оледенения. [102] [103] Народы Великих озер торговали примерно с 1000 года нашей эры, поскольку медные самородки были извлечены из региона и превращены в украшения и оружие в курганах Южного Огайо.
Договор Раша -Багота, подписанный в 1818 году, после войны 1812 года , и более поздний Вашингтонский договор в конечном итоге привели к полному разоружению военно-морских кораблей в Великих озерах. Тем не менее, обе страны содержали суда береговой охраны в Великих озерах.
Бригантина Le Griffon , построенная по заказу Рене-Робера Кавелье, сьера де ла Саль , была построена в Каюга-Крик, недалеко от южного конца реки Ниагара , и стала первым известным парусным судном, совершившим путешествие по верховьям Великих озер 7 августа. , 1679. [104] Во время заселения Великие озера и их реки были единственным практическим средством передвижения людей и грузов. Баржи из средней части Северной Америки смогли достичь Атлантического океана из Великих озер, когда в 1824 году открылся канал Уэлленд , а в 1825 году открылся более поздний канал Эри. [105] К 1848 году, с открытием канала Иллинойс и Мичиган в Чикаго, Из озер был возможен прямой доступ к реке Миссисипи. [106] С помощью этих двух каналов был обеспечен внутренний водный маршрут между Нью-Йорком и Новым Орлеаном .
Основным видом деятельности многих пассажирских линий XIX века были перевозки иммигрантов. Многие из крупных городов обязаны своим существованием своему положению на озерах как пункта назначения грузов, а также тому, что они являются магнитом для иммигрантов. После развития железных и наземных дорог грузовой и пассажирский бизнес сократился и, за исключением паромов и нескольких иностранных круизных лайнеров, теперь исчез. Маршруты иммиграции действуют и сегодня. Иммигранты часто образовывали свои собственные общины, а некоторые территории имеют ярко выраженную этническую принадлежность, например голландцы, немцы, поляки, финны и многие другие. Поскольку многие иммигранты на какое-то время поселились в Новой Англии, прежде чем переехать на запад, многие районы на американской стороне Великих озер также имеют атмосферу Новой Англии, особенно в домашнем стиле и акценте.
Поскольку в настоящее время генеральные грузы перевозятся железнодорожным и грузовым транспортом, отечественные суда в основном перевозят насыпные грузы, такие как железная руда , уголь и известняк для сталелитейной промышленности. Внутренние массовые перевозки развивались из-за близлежащих шахт. Было более экономично транспортировать ингредиенты для стали на централизованные заводы, чем производить сталь на месте. Экспорт зерна также является основным грузом на озерах. В 19 и начале 20 веков железо и другие руды, такие как медь, отправлялись на юг (корабли вниз), а припасы, продукты питания и уголь отправлялись на север (вверх). Из-за расположения угольных месторождений в Пенсильвании и Западной Вирджинии , а также общего северо-восточного пути Аппалачей , железные дороги естественным образом разработали судоходные маршруты, которые шли прямо на север к таким портам, как Эри, штат Пенсильвания, и Аштабула, штат Огайо .
Поскольку озерно-морское сообщество в значительной степени развивалось независимо, оно имеет особый словарный запас. Корабли, независимо от размера, называются «лодками». Когда парусные корабли уступили место пароходам, их стали называть «пароходами» — тот же термин, который использовался на Миссисипи. Корабли также имеют характерный дизайн; корабли, которые в основном торгуют на озерах, известны как « лейкеры ». Иностранные лодки известны как «солецы». Примерно с 1950 года одним из наиболее распространенных достопримечательностей на озерах была саморазгрузочная машина размером 1000 на 105 футов (305 на 32 м) и грузоподъемностью 78 850 тонн (80 120 метрических тонн). Это лейкер с системой конвейерной ленты, которая может разгружаться самостоятельно, перекинув кран через борт. [107] Сегодня флот Великих озер намного меньше, чем когда-то, из-за увеличения использования наземных грузовых перевозок и нескольких более крупных кораблей, заменяющих множество мелких.
Во время Второй мировой войны риск нападения подводных лодок на прибрежные тренировочные объекты побудил ВМС США использовать в Великих озерах два авианосца: USS Sable и USS Wolverine . Оба служили учебными кораблями для подготовки морских авиаторов к посадке и взлету авианосца. [108] Озеро Шамплейн на короткое время стало шестым Великим озером Соединенных Штатов 6 марта 1998 года, когда президент Клинтон подписал сенатский законопроект № 927. Этот законопроект, повторно санкционирующий Национальную программу морских грантов , содержал строку, провозглашающую озеро Шамплейн Великим озером. Озеро. Не случайно этот статус позволяет соседним штатам подавать заявки на дополнительные федеральные фонды исследований и образования, выделяемые на эти национальные ресурсы. [109] После небольшого волнения Сенат 24 марта проголосовал за отмену этого статуса (хотя университеты Нью-Йорка и Вермонта продолжат получать средства для мониторинга и изучения озера). [110]
Алан Б. Маккалоу писал, что рыболовная промышленность Великих озер зародилась «на американской стороне озера Онтарио в заливе Шомон, недалеко от реки Моми на озере Эри и на реке Детройт примерно во время войны за 1812 год». Хотя до 1830-х годов этот регион был малонаселенным, поэтому местный спрос не был большим, а транспортировка рыбы была непомерно дорогой, в 1830-х годах наблюдались экономические и инфраструктурные изменения, которые были многообещающими для будущего рыбной промышленности. В частности, открытие в 1825 году канала Эри и канала Уэлленд несколько лет спустя. Рыбная промышленность особенно расширилась в водах, связанных с торговлей мехом , которые соединяют озера Эри и Гурон. Фактически, двумя основными поставщиками рыбы в 1830-х годах были компании по торговле мехом Hudson's Bay Company и American Fur Company . [111]
Улов из этих вод отправлялся на растущий рынок соленой рыбы в Детройте, где торговцы, занимавшиеся пушной торговлей, уже накопили некоторый опыт обращения с соленой рыбой. Одним из таких торговцев был Джон П. Кларк , судостроитель и торговец, который начал продавать рыбу в районе Манитовока, штат Висконсин, где сиг был в изобилии. Еще одна операция произошла в заливе Джорджиан , в канадских водах много форели и сига. В 1831 году Александр МакГрегор из Годериха, Онтарио, обнаружил в изобилии сиг и сельдь вокруг Рыбацких островов. Современный отчет методистского миссионера Джона Эванса описывает рыбу как напоминающую «яркое облако, быстро движущееся по воде». [111]
С 1844 по 1857 год дворцовые пароходы перевозили пассажиров и грузы по Великим озерам. [112] В первой половине 20-го века большие роскошные пассажирские пароходы плавали по озерам в богатстве. [113] В то время компания Detroit and Cleveland Navigation Company имела несколько судов и нанимала работников из всех слоев общества, чтобы помогать управлять этими судами. [114] В настоящее время на Великих озерах курсируют несколько паромов, перевозящих пассажиров на различные острова. По состоянию на 2007 год четыре автомобильных парома пересекают Великие озера, два — по озеру Мичиган: пароход из Лудингтона, штат Мичиган , в Манитовок, штат Висконсин, и высокоскоростной катамаран из Милуоки в Маскегон, штат Мичиган , один на озере Эри: лодка из Кингсвилл, Онтарио , или Лимингтон, Онтарио , до острова Пели, Онтарио , затем до Сандаски, Огайо , и еще одного до озера Гурон: судно MS Chi-Cheemaun [115] курсирует между Тобермори и Южным Бэймутом, остров Манитулин, которым управляет пролив Оуэн-Саунд. Транспортная компания. Международный паром через озеро Онтарио из Рочестера, штат Нью-Йорк , в Торонто курсировал в 2004 и 2005 годах, но больше не работает.
Большой размер Великих озер увеличивает риск водных путешествий; штормы и рифы являются распространенными угрозами. Озера подвержены внезапным и сильным штормам, особенно осенью, с конца октября до начала декабря. На озерах погибли сотни кораблей. Наибольшая концентрация затонувших кораблей находится возле Тандер-Бей (штат Мичиган) , под озером Гурон, недалеко от места, где сходятся судоходные пути, идущие на восток и на запад. Побережье озера Верхнее, где затонуло судно, от Гранд-Марэ, штат Мичиган , до мыса Уайтфиш, стало известно как « Кладбище Великих озер ». В районе Уайтфиш-Пойнт потеряно больше судов, чем в любой другой части озера Верхнее. [116] Подводный заповедник Уайтфиш -Пойнт служит подводным музеем для защиты многих кораблекрушений в этой области.
Первым кораблем, затонувшим в озере Мичиган, был Le Griffon , а также первый корабль, совершивший плавание по Великим озерам. Попав в шторм 1679 года во время торговли мехами между Грин-Бей и Мичилимачинаком, она потерялась со всеми находившимися на борту людьми. [117] Его обломки, возможно, были обнаружены в 2004 году, [118] но обломки, впоследствии обнаруженные в другом месте, также были заявлены в 2014 году как Le Griffon . [119] Самым большим и последним крупным грузовым судном, потерпевшим крушение на озерах, был SS Edmund Fitzgerald , который затонул 10 ноября 1975 года, чуть более чем в 17 милях (30 км) от берега от мыса Уайтфиш на озере Верхнее. Самая крупная гибель людей в результате кораблекрушения на озерах, возможно, произошла с кораблем « Леди Элджин» , потерпевшим крушение в 1860 году, унесшим жизни около 400 человек на озере Мичиган. В результате инцидента в доке Чикаго в 1915 году пароход « Истленд» перевернулся во время погрузки пассажиров, в результате чего погиб 841 человек.
В 2007 году Историческое общество кораблекрушений Великих озер объявило, что оно обнаружило обломки Кипра , рудовоза столетней давности длиной 420 футов (130 м) . Кипр затонул во время шторма на озере Верхнее 11 октября 1907 года во время своего второго рейса при перевозке железной руды из Супериор, штат Висконсин , в Буффало, штат Нью-Йорк. Весь экипаж из 23 человек утонул, кроме одного, Чарльза Питца, который плыл на спасательном плоту почти семь часов. [120] В 2008 году глубоководные дайверы на озере Онтарио обнаружили обломки военного корабля Королевского флота 1780 года HMS Ontario , что было названо «археологическим чудом». [121] Поднимать ее не планируется, поскольку это место рассматривается как военное захоронение. В 2010 году LR Doty была найдена на озере Мичиган группой водолазов-разведчиков под руководством капитана дайв-бота Джитки Ханаковой с ее лодки Molly V. [122] Корабль затонул в октябре 1898 года, вероятно, пытаясь спасти небольшую шхуну Olive Jeanette во время ужасного шторма.
До сих пор отсутствуют два последних военных корабля, затонувших в Великих озерах, французские тральщики «Инкерман » и «Церисолес» , которые исчезли в озере Верхнее во время метели в 1918 году. Погибло 78 человек, что стало самой крупной гибелью людей на озере Верхнее и самой большой необъяснимой потерей. жизни в Великих озерах.
Национальный морской заповедник «Висконсинский берег кораблекрушений» был основан в 2021 году в водах озера Мичиган у побережья Висконсина. Это место большого количества исторически значимых кораблекрушений . [123] [124] [125]
За исключением случаев, когда вода замерзает зимой, по Великим озерам постоянно курсируют более 100 грузовых судов, [126] которые остаются основным коридором водного транспорта для сыпучих грузов. Водный путь Великих озер соединяет все озера; более короткий морской путь Святого Лаврентия соединяет озера с Атлантическим океаном. Некоторые озерные грузовые суда слишком велики, чтобы использовать морской путь, и работают только по водному пути и озерам. В 2002 году по озерам было перевезено 162 миллиона нетто навалочных грузов. Это были, в порядке объёма: железная руда, зерно и калий . [127] Железная руда и большая часть камня и угля используются в сталелитейной промышленности. Также осуществляются перевозки жидких и контейнерных грузов. Основные порты на Великих озерах включают Дулут-Супериор , Чикаго, Детройт, Кливленд, Твин-Харборс, Гамильтон и Тандер-Бей .
Туризм и отдых являются основными отраслями промышленности на Великих озерах. [128] На Великих озерах курсируют несколько небольших круизных судов, в том числе несколько парусных судов . Спортивное рыболовство, коммерческое рыболовство и рыболовство коренных американцев представляют собой отрасль с оборотом в 4 миллиарда долларов США в год, при этом основными уловами являются лосось , сиг , корюшка , озерная форель, окунь и судак . На озерах практикуются многие другие водные виды спорта , такие как яхтинг , морской каякинг , дайвинг , кайтсерфинг , катание на моторных лодках и серфинг на озере . Тур по Великим озерам — это живописная система дорог, соединяющая все Великие озера и реку Святого Лаврентия. [129]
В 1872 году договор предоставил доступ к реке Святого Лаврентия Соединенным Штатам и доступ к озеру Мичиган Доминиону Канады . [130] Международная совместная комиссия была создана в 1909 году для предотвращения и разрешения споров, касающихся использования и качества пограничных вод, а также для консультирования Канады и США по вопросам, связанным с водными ресурсами. Обеспокоенность по поводу утечки воды из озера беспокоит как американцев, так и канадцев. Некоторое количество воды отводится через реку Чикаго для управления водным путем Иллинойса, но поток ограничен договором. Возможные схемы строительства заводов по производству бутилированной воды и ее перенаправления в засушливые регионы континента вызывают обеспокоенность. В соответствии с «Законом о развитии водных ресурсов» США, [131] отвод воды из бассейна Великих озер требует одобрения всех восьми губернаторов Великих озер через Комиссию по Великим озерам , что происходит редко. Международные договоры регулируют крупные утечки.
В 1998 году канадская компания Nova Group получила разрешение провинции Онтарио на ежегодный забор 158 000 000 галлонов США (600 000 м 3 ) воды из озера Верхнее для отправки танкерами в страны Азии. Общественный резонанс вынудил компанию отказаться от этого плана еще до его начала. С тех пор восемь губернаторов Великих озер и премьер-министры Онтарио и Квебека заключили Соглашение об устойчивых водных ресурсах бассейна Великих озер и реки Св. Лаврентия [132] и Соглашение о Великих озерах и бассейне реки Св. Соглашение о водных ресурсах бассейна реки Лаврентия [133] , которое предотвратит большинство будущих предложений по отводу воды, в том числе на большие расстояния. Соглашения усиливают защиту от неправомерной практики забора воды в бассейне Великих озер. 13 декабря 2005 г. губернаторы и премьер-министры подписали эти два соглашения, первое из которых заключено между всеми десятью юрисдикциями. Он несколько более подробный и защищает, хотя его юридическая сила еще не проверена в суде. Второе соглашение, Соглашение о Великих озерах , было одобрено законодательными собраниями всех восьми штатов, граничащих с Великими озерами, а также Конгрессом США и подписано президентом Джорджем Бушем 3 октября 2008 года. [134] ]
Инициатива по восстановлению Великих озер, описываемая как «крупнейшая инвестиция в Великие озера за два десятилетия», [135] была профинансирована в размере 475 миллионов долларов США в бюджете федерального правительства США на 2011 финансовый год и 300 миллионов долларов США в бюджете 2012 финансового года. В рамках этой программы коалиция федеральных агентств предоставляет гранты местным и государственным организациям на очистку от токсичных веществ, проекты по восстановлению водно-болотных угодий и береговой линии, а также проекты, связанные с инвазивными видами. Закон об инициативе по восстановлению Великих озер 2019 года был принят как Публичный закон 116-294 5 января 2021 года.
{{cite web}}: CS1 maint: numeric names: authors list (link)К 1681 году на карте, опубликованной в Париже, очевидно, основанной на этой новой информации, были показаны река Миссисипи и западный берег озера Мичиган. На более ранних картах озеро называлось Лак-де-Иллинойс; это был первый город, назвавший его Лак-де-Митигами, тем самым представив ранний вариант названия будущего штата.
Самое раннее заселение человека в верховьях Великих озер связано с региональной палеоиндийской традицией с рифленым острием, которая традиционно заканчивается падением уровня воды до стадии озера Стэнли.
