Mono Lake ( / ˈ m oʊ n oʊ / MOH -noh ) — солёное газированное озеро в округе Моно, Калифорния , образовавшееся по меньшей мере 760 000 лет назад как терминальное озеро в бессточном бассейне . Отсутствие стока приводит к накоплению в озере высокого уровня солей , что делает его воду щелочной . [2]
Пустынное озеро имеет необычайно продуктивную экосистему , основанную на артемии , которая процветает в его водах, и обеспечивает критически важную среду обитания для двух миллионов ежегодных перелетных птиц, которые питаются креветками и щелочными мухами ( Ephydra hians ). [3] [4] Исторически местные жители кутзадика'а ели куколок щелочных мух , которые живут в мелководье по краю озера. [5]
Когда город Лос-Анджелес отводил воду из пресноводных ручьев, впадающих в озеро, он понизил уровень озера, что поставило под угрозу перелетных птиц. Комитет озера Моно был сформирован в ответ и выиграл юридическую битву, которая заставила Лос-Анджелес частично восстановить уровень озера. [6]
Озеро Моно занимает часть бассейна Моно , бессточного бассейна , не имеющего выхода к океану. Растворенные соли в стоке остаются в озере и повышают уровень pH воды и концентрацию соли. Притоки озера Моно включают ручьи Ли Вининг , Раш и Милл, протекающие через каньон Ланди. [7]
Бассейн был сформирован геологическими силами за последние пять миллионов лет: растяжением земной коры бассейна и хребта и связанным с этим вулканизмом и разломами у основания Сьерра-Невады . [8] : 45
От 4,5 до 2,6 миллионов лет назад большие объемы базальта были вытеснены вокруг того, что сейчас является горой Каутрек (к востоку и югу от бассейна Моно); в конечном итоге они покрыли 300 квадратных миль (780 км 2 ) и достигли максимальной толщины 600 футов (180 м). [8] : 45 Более поздний вулканизм в этом районе произошел 3,8 миллиона - 250 000 лет назад. [8] : 46 Эта активность происходила к северо-западу от бассейна Моно и включала образование кратера Аврора, пика Бьюти, холма Кедр (позже острова в самых высоких точках озера Моно) и горы Хикс. [ необходима ссылка ]
Озеро Рассел было доисторическим предшественником озера Моно во время плейстоцена . Его береговая линия достигла современной отметки 7480 футов (2280 м), что примерно на 1100 футов (330 м) выше современного озера. 1,6 миллиона лет назад озеро Рассел впадало на северо-восток, в дренаж реки Уокер. После извержения кальдеры Лонг-Вэлли 760 000 лет назад озеро Рассел впадало в озеро Адоб на юго-востоке, затем в реку Оуэнс и, в конечном итоге, в озеро Мэнли в Долине Смерти . [9] Выдающиеся береговые линии озера Рассел, называемые геологами линиями берега , можно увидеть к западу от озера Моно. [10]
Район вокруг озера Моно в настоящее время геологически активен. Вулканическая активность связана с кратерами Моно-Иньо : последнее извержение произошло 350 лет назад, что привело к образованию острова Паоха . [11] Кратер Панум (на южном берегу озера) является примером комбинированного риолитового купола и шлакового конуса . [12]
Множество колонн известняка возвышаются над поверхностью озера Моно. Эти известняковые башни состоят в основном из минералов карбоната кальция , таких как кальцит (CaCO 3 ). Этот тип известняковой породы называется туфом , этот термин используется для известняка, который образуется при низких и умеренных температурах. [13]
Озеро Моно — это сильнощелочное озеро, или содовое озеро . Щелочность — это мера того, сколько оснований находится в растворе , и насколько хорошо раствор может нейтрализовать кислоты . Карбонат (CO 3 2- ) и бикарбонат (HCO 3 − ) являются основаниями. Следовательно, в озере Моно очень высокое содержание растворенного неорганического углерода . Благодаря поступлению ионов кальция (Ca 2+ ) вода будет осаждаться карбонатными минералами, такими как кальцит (CaCO 3 ). Подземные воды попадают на дно озера Моно через небольшие источники. Высокие концентрации растворенных ионов кальция в этих подземных водах вызывают осаждение огромного количества кальцита вокруг устьев источников. [14]
Первоначально туф образовался на дне озера. Потребовалось много десятилетий или даже столетий, чтобы сформировать хорошо известные башни из туфа. Когда уровень озера упал, башни из туфа поднялись над поверхностью воды и стали столбами, которые можно увидеть сегодня (см. История уровня озера для получения дополнительной информации). [15]
Описание туфа озера Моно относится к 1880-м годам, когда Эдвард С. Дана и Израиль К. Рассел сделали первые систематические описания туфа озера Моно. [17] [16] Туф встречается в виде «современных» туфовых башен. Существуют участки туфа со старых береговых линий, когда уровень озера был выше. Эти пионерские работы в области морфологии туфа упоминаются исследователями и были подтверждены Джеймсом Р. Данном в 1953 году. Типы туфа можно грубо разделить на три основные категории на основе морфологии: [14] [18]
Со временем было разработано много гипотез относительно образования крупных кристаллов тонколита (также называемых глендонитом ) в тонколитовом туфе. Было относительно ясно, что тонколиты представляют собой псевдоморфозу кальцита по неизвестному исходному кристаллу . [16] Исходный кристалл был определен только после открытия минерала икаита в 1963 году. [19] Икаит, или гексагидратированный CaCO3 , является метастабильным и кристаллизуется только при температурах, близких к температуре замерзания. Также считается, что ингибиторы кристаллизации кальцита, такие как фосфат , магний и органический углерод, могут способствовать стабилизации икаита. [20] При нагревании икаит распадается и заменяется более мелкими кристаллами кальцита. [21] [22] Во фьорде Икка в Гренландии также наблюдалось, что икаит растет в колоннах, похожих на башни из туфа озера Моно. [23] Это привело ученых к мысли, что тонколитовый туф является индикатором прошлого климата в озере Моно, поскольку он отражает очень низкие температуры. [24]
Рассел (1883) изучал химический состав различных типов туфа в озере Лахонтан , крупной плейстоценовой системе из нескольких озер в Калифорнии, Неваде и Орегоне. Неудивительно, что было обнаружено, что туфы в основном состоят из CaO и CO 2 . Однако они также содержат второстепенные компоненты MgO (~2 мас.%), оксиды Fe/Al (.25-1.29 мас.%) и PO 5 (0.3 мас.%). [ необходима цитата ]
Лимнология озера показывает, что оно содержит около 280 миллионов тонн растворенных солей, причем соленость варьируется в зависимости от количества воды в озере в любой момент времени. До 1941 года средняя соленость составляла около 50 граммов на литр (г/л) (по сравнению со значением 31,5 г/л для мировых океанов). В январе 1982 года, когда озеро достигло самого низкого уровня в 1942 метра (6372 фута), соленость почти удвоилась до 99 г/л. В 2002 году она была измерена на уровне 78 г/л и, как ожидается, стабилизируется на среднем уровне 69 г/л по мере пополнения озера в течение следующих 20 лет. [25]
Непреднамеренным последствием прекращения забора воды стало начало периода «меромиктика» в озере Моно. [26] До этого озеро Моно было типично « мономиктическим »; это означает, что по крайней мере один раз в год более глубокие и более мелкие воды озера тщательно перемешивались, тем самым принося кислород и другие питательные вещества в глубокие воды. В меромиктических озерах более глубокие воды не подвергаются такому смешиванию; более глубокие слои более соленые, чем вода у поверхности, и обычно почти лишены кислорода. В результате, становясь меромиктическим, экология озера сильно меняется. [27]
Озеро Моно переживало меромиктические периоды в прошлом; этот последний эпизод меромиктического явления, вызванный прекращением отвода воды, начался в 1994 году и закончился к 2004 году. [28]
Важной характеристикой озера Моно является то, что это закрытое озеро , то есть у него нет стока. Вода может покинуть озеро, только если она испарится или потеряется в грунтовых водах . Это может привести к тому, что закрытые озера станут очень солеными . Реконструкция исторических уровней озера Моно с помощью изотопов углерода и кислорода также выявила корреляцию с хорошо документированными изменениями климата . [29]
В недавнем прошлом Земля переживала периоды усиленного оледенения, известные как ледниковые периоды . Этот геологический период ледниковых периодов известен как плейстоцен , который продолжался до ~11 тыс. лет назад. Уровни озера Моно могут показать, как колебался климат. Например, во время холодного климата плейстоцена уровень озера был выше, потому что было меньше испарения и больше осадков . После плейстоцена уровень озера был в целом ниже из-за увеличения испарения и уменьшения осадков, связанных с более теплым климатом. [29]
Уровень озера колебался в течение голоцена , с конца ледниковых периодов. Самая высокая точка голоцена находится на высоте 6499 футов (1980,8 м), достигнутой примерно в 1820 году до н. э. [30] Самая низкая точка до современных отводов находится на высоте 6368 футов (1940,9 м), достигнутой в 143 году н. э. [30] Самый низкий современный уровень из-за отводов находится на высоте 6372,0 футов (1942,2 м), достигнутой в 1980 году [31]
Гиперсоленость и высокая щелочность (pH=10 или эквивалент 4 миллиграммам NaOH на литр воды) озера означают, что в озере не водится ни одной местной рыбы. [32] Попытка Департамента рыболовства и дичи Калифорнии зарыбить озеро не удалась. [33]
Вся пищевая цепь озера основана на высокой популяции одноклеточных планктонных водорослей, присутствующих в фотической зоне озера. Эти водоросли быстро размножаются зимой и ранней весной после того, как зимний сток приносит питательные вещества в поверхностный слой воды. К марту озеро становится «зеленым, как гороховый суп» с фотосинтезирующими водорослями. [34]
Озеро славится креветкой-артемией озера Моно, Artemia monica , крошечным видом креветки-артемии , размером не больше ногтя большого пальца, которые являются эндемиками озера. В теплые летние месяцы в озере обитает около 4–6 триллионов креветок-артемий. Креветки-артемии не имеют пищевой ценности для людей, но являются основным продуктом питания для птиц региона. Креветки-артемии питаются микроскопическими водорослями. [35]
Щелочные мухи, Ephydra hians , живут вдоль берегов озера и ходят под водой, заключенные в маленькие пузырьки воздуха, для выпаса и откладывания яиц. Эти мухи являются важным источником пищи для перелетных и гнездящихся птиц. [36]
В прибрежных отложениях было обнаружено восемь видов нематод : [37]
Озеро Моно является важным местом отдыха и питания для перелетных куликов и признано местом международного значения Сетью резервов куликов Западного полушария . [38] Около 2 000 000 водоплавающих птиц , включая 35 видов куликов, используют озеро Моно для отдыха и питания по крайней мере часть года. Некоторые кулики, зависящие от ресурсов озера Моно, включают американских шилоклювок , убийц и перевозчиков . От одного до двух миллионов ушастых поганок и плавунчиков используют озеро Моно во время своих длительных миграций. [39]
В конце каждого лета десятки тысяч плавунчиков Вильсона и круглоносых плавунчиков с красной шеей прилетают из мест гнездования и кормятся, пока не продолжат миграцию в Южную Америку или тропические океаны соответственно. [3]
Помимо перелетных птиц, несколько видов проводят несколько месяцев, чтобы гнездиться на озере Моно. На озере Моно находится вторая по величине популяция гнездящихся калифорнийских чаек , Larus californicus , уступающая только Большому Соленому озеру в Юте. После того, как в конце 1970-х годов калифорнийские чайки покинули остров Негит, соединенный сухопутным мостом, они переместились на некоторые близлежащие островки и основали новые, хотя и менее защищенные, места гнездования. Корнельский университет и Point Blue Conservation Science продолжили изучение гнездящихся популяций на озере Моно, начатое 35 лет назад. Снежные ржанки также прилетают на озеро Моно каждую весну, чтобы гнездиться вдоль северного и восточного берегов. [40]
Коренные жители озера Моно принадлежат к группе северных пайютов , называемых кутзадика'а . [41] Они говорят на языке северных пайютов . [42] Традиционно кутзадика'а добывают пищу из куколок щелочных мух, называемых на их языке куцави.
Термин «Моно» происходит от «Моначи», термина йокутов, обозначающего племена, живущие как на восточной, так и на западной стороне Сьерра-Невады. [43]
Во время раннего контакта первым известным вождем племени пайютов Моно-Лейк был капитан Джон. [44]
Племя Моно делится на две группы: восточную и западную. Восточные моно ежегодно присоединялись к деревням западных моно в долине Хетч-Хетчи , долине Йосемити и вдоль реки Мерсед для сбора желудей , различных видов растений и торговли. Западные моно и восточные моно традиционно жили в предгорьях южной и центральной части Сьерра-Невады, включая историческую долину Йосемити . [45]
В настоящее время резервации Mono находятся в Биг-Пайн , Бишопе и нескольких округах Мадера и Фресно, Калифорния . [ необходима ссылка ]
Город Лос-Анджелес отвел воду из реки Оуэнс в акведук Лос-Анджелеса в 1913 году. В 1941 году Департамент водных ресурсов и энергетики Лос-Анджелеса расширил систему акведука Лос-Анджелеса дальше на север в бассейн Моно , завершив строительство туннеля Моно-Кратерс [46] между водохранилищем озера Грант на ручье Раш и верхней рекой Оуэнс. Было отведено так много воды, что испарение вскоре превысило приток, и уровень поверхности озера Моно быстро упал. К 1982 году озеро сократилось до 37 688 акров (15 252 га), что составляло 69 процентов от его площади поверхности в 1941 году. К 1990 году озеро опустилось на 45 вертикальных футов и потеряло половину своего объема по сравнению с уровнем воды до отвода в 1941 году. [47] В результате щелочные пески и ранее затопленные туфовые башни обнажились, соленость воды увеличилась вдвое, а остров Негит превратился в полуостров , в результате чего гнезда калифорнийских чаек стали уязвимыми для хищников (таких как койоты ), а колония чаек была вынуждена покинуть это место. [48]
В 1974 году эколог Дэвид Гейнс и его студент Дэвид Уинклер изучали экосистему озера Моно и сыграли важную роль в предупреждении общественности о последствиях низкого уровня воды с помощью экологической инвентаризации бассейна Моно, проведенной Уинклером в 1976 году. [49] Национальный научный фонд профинансировал первое комплексное экологическое исследование озера Моно, проведенное Гейнсом и студентами. В июне 1977 года Институт экологии Дэвиса Калифорнийского университета опубликовал отчет «Экологическое исследование озера Моно, Калифорния», который предупредил Калифорнию об экологических опасностях, связанных с перенаправлением воды из озера для муниципальных нужд. [49]
Гейнс сформировал Комитет озера Моно в 1978 году. Он и Салли Джуди, студентка Калифорнийского университета в Дэвисе, возглавили комитет и провели информационный тур по Калифорнии. Они объединились с Обществом Одюбона , чтобы вести теперь уже известную судебную тяжбу, Национальное общество Одюбона против Высшего суда , чтобы защитить озеро Моно с помощью государственных законов о государственном доверии. [49] Хотя эти усилия привели к положительным изменениям, уровень поверхности все еще ниже исторических значений, а открытые береговые линии являются источником значительной щелочной пыли в периоды сильных ветров. [50]
Озеро Оуэнс , некогда судоходное окончание реки Оуэнс , которое поддерживало здоровую экосистему, теперь представляет собой пересохшее дно озера в засушливые годы из-за отвода воды, начавшегося в 1920-х годах. Озеро Моно избежало этой участи, когда 28 сентября 1994 года Совет по контролю за водными ресурсами штата Калифорния (после более чем десятилетия судебных разбирательств) издал приказ (решение SWRCB 1631) о защите озера Моно и его притоков. [51] Заместитель председателя Совета SWRCB Марк Дель Пьеро был единственным должностным лицом, проводившим слушания (см. D-1631). В 1941 году уровень поверхности составлял 6417 футов (1956 м) над уровнем моря. [31] По состоянию на октябрь 2022 года озеро Моно находилось на высоте 6378,7 футов (1944 м) над уровнем моря. [31] Уровень озера в 6392 фута (1948 м) над уровнем моря является целью, призванной гарантировать, что озеро сможет достичь и поддерживать минимальный уровень поверхности, который, как правило, считается минимальным для поддержания здоровья экосистемы. [52] Это было сложнее в годы засухи на американском Западе. [53]
В 1968 году художник Роберт Смитсон создал Mono Lake Non-Site (Cinders near Black Point) [54] с помощью пемзы, собранной во время посещения Моно 27 июля 1968 года со своей женой Нэнси Холт и Майклом Хейзером (оба выдающиеся визуальные художники). В 2004 году Нэнси Холт сняла короткометражный фильм под названием Mono Lake , используя кадры Super 8 и фотографии этой поездки. Для саундтрека были использованы аудиозапись Смитсона и Хейзера, две песни Уэйлона Дженнингса и Le Jeu Мишеля Леграна , главная тема фильма Жака Деми «Залив ангелов» (1963). [55]
На фотографии «Дайвер» , сделанной Обри Пауэллом из Hipgnosis для альбома Pink Floyd Wish You Were Here (1975), изображен человек, ныряющий в озеро, не создавая ряби. Фотография была сделана на озере Моно, и туфовые башни являются заметной частью пейзажа. Эффект был фактически создан, когда дайвер делал стойку на руках под водой, пока рябь не рассеялась. [56]
В произведении Марка Твена « Налегке» , опубликованном в 1872 году, содержится информативное раннее описание озера Моно в его естественном состоянии в 1860-х годах. [57] [58] Твен обнаружил, что озеро находится «в безжизненной, безлесной, отвратительной пустыне... самом одиноком месте на земле». [59] [60]
Сцена с вулканом в фильме « Попутный ветер на Яву » (1953) снималась на озере Моно. [61]
Большая часть фильма High Plains Drifter (1973) Клинта Иствуда была снята на южном берегу озера Моно в 1970-х годах. Для фильма здесь построили целый город, а затем, когда съемки были завершены, его снесли. [62]
Видеоклип на мощную балладу глэм-метал группы Cinderella 1988 года « Don't Know What You Got ('Till It's Gone) » был снят на озере. [63]