Озеро Моно ( / ˈm oʊ n oʊ / MOH -noh ) — соленое содовое озеро в округе Моно, Калифорния , образовавшееся по меньшей мере 760 000 лет назад как конечное озеро в бессточном бассейне . Отсутствие стока приводит к накоплению в озере большого количества солей , которые делают его воду щелочной . [2]
Пустынное озеро имеет необычайно продуктивную экосистему , основанную на артемии , которая прекрасно себя чувствует в его водах, и обеспечивает критически важную среду обитания для двух миллионов ежегодно перелетных птиц, которые питаются креветками и щелочными мухами ( Ephydra hians ). [3] [4] Исторически сложилось так, что коренные жители Куцадикаа ели куколки щелочных мух , которые живут на мелководье по краю озера. [5]
Когда город Лос-Анджелес отвел воду из пресноводных ручьев, впадающих в озеро, это понизило уровень озера, что поставило под угрозу перелетных птиц. В ответ сформировался Комитет озера Моно, который выиграл судебную тяжбу, которая вынудила Лос-Анджелес частично пополнить уровень озера. [6]
Озеро Моно занимает часть бассейна Моно , бессточного бассейна , не имеющего выхода в океан. Таким образом, растворенные соли в стоках остаются в озере и повышают уровень pH воды и концентрацию соли. Притоки озера Моно включают Ли Вининг-Крик , Раш-Крик и Милл-Крик , протекающие через каньон Ланди. [7]
Бассейн был сформирован геологическими силами в течение последних пяти миллионов лет: растяжение земной коры бассейна и хребта и связанный с ним вулканизм и разломы у подножия Сьерра- Невады . [8] : 45
От 4,5 до 2,6 миллионов лет назад большие объемы базальта были вытеснены вокруг того места, где сейчас находится гора Коутрек (к востоку и югу от бассейна Моно); в конечном итоге покрывает 300 квадратных миль (780 км 2 ) и достигает максимальной толщины 600 футов (180 м). [8] : 45 Более поздний вулканизм в этом районе произошел от 3,8 миллиона до 250 000 лет назад. [8] : 46 Эта деятельность происходила к северо-западу от бассейна Моно и включала образование кратера Аврора, пика Бьюти, Кедрового холма (позже острова на самых высоких возвышенностях озера Моно) и горы Хикс. [ нужна цитата ]
Озеро Рассел было доисторическим предшественником озера Моно во времена плейстоцена . Его береговая линия достигла современной высоты 7480 футов (2280 м), что примерно на 1100 футов (330 м) выше, чем современное озеро. 1,6 миллиона лет назад озеро Рассел вытекало на северо-восток, в сток 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 береговыми линиями , можно увидеть к западу от озера Моно. [10]
Территория вокруг озера Моно в настоящее время геологически активна. Вулканическая активность связана с кратерами Моно-Иньо : последнее извержение произошло 350 лет назад, в результате чего образовался остров Паоха . [11] Кратер Панум (на южном берегу озера) является примером сочетания риолитового купола и шлакового конуса . [12]
Над поверхностью озера Моно возвышается множество колонн известняка . 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 обозначения известняка, который образуется при низких и умеренных температурах. [13]
Озеро Моно — сильнощелочное озеро, или содовое озеро . Щелочность является мерой того, сколько оснований содержится в растворе и насколько хорошо раствор может нейтрализовать кислоты . Карбонат (CO 3 2- ) и бикарбонат (HCO 3 - ) являются основаниями. Следовательно, озеро Моно имеет очень высокое содержание растворенного неорганического углерода . Благодаря поступлению ионов кальция (Ca 2+ ) вода будет осаждать карбонатные минералы , такие как кальцит (CaCO 3 ). Подземные воды поступают на дно озера Моно через небольшие родники. Высокие концентрации растворенных ионов кальция в этих подземных водах приводят к осаждению огромного количества кальцита вокруг устьев источников. [14]
Туф изначально образовался на дне озера. На формирование широко известных башен из туфа ушло много десятилетий или даже столетий. Когда уровень озера упал, башни из туфа поднялись над поверхностью воды и превратились в столбы, которые мы видим сегодня (дополнительную информацию см. в «Истории уровня озера»). [15]
Описание туфа озера Моно относится к 1880-м годам, когда Эдвард С. Дана и Исраэль К. Рассел сделали первые систематические описания туфа озера Моно. [17] [16] Туф встречается в виде «современных» туфовых башен. Встречаются участки туфа со старых берегов, когда уровень озера был выше. Эти новаторские работы в области морфологии туфа упоминаются исследователями и были подтверждены Джеймсом Р. Данном в 1953 году. Типы туфа можно условно разделить на три основные категории на основе морфологии: [14] [18]
Со временем было разработано множество гипотез относительно образования крупных кристаллов тонолита (также называемого глендонитом ) в тонколитовом туфе. Было относительно ясно, что тонолиты представляют собой псевдоморфозу кальцита по образцу какого-то неизвестного исходного кристалла . [16] Первоначальный кристалл был определен только тогда, когда минерал икаит был обнаружен в 1963 году. [19] Икаит, или гексагидратный CaCO 3 , 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 разрушается и заменяется более мелкими кристаллами кальцита. [21] [22] Во фьорде Икка в Гренландии также наблюдалось, что икаит растет в колоннах, похожих на туфовые башни озера Моно. [23] Это заставило ученых поверить, что тонолитовый туф является индикатором климата прошлого в озере Моно, поскольку он отражает очень низкие температуры. [24]
Рассел (1883) изучал химический состав различных типов туфа в озере Лахонтан , крупной плейстоценовой системе, состоящей из множества озер в Калифорнии, Неваде и Орегоне. Неудивительно, что было обнаружено, что туфы состоят преимущественно из CaO и CO 2 . Однако они также содержат второстепенные компоненты MgO (~2 мас.%), оксиды Fe/Al (0,25-1,29 мас.%) и PO 5 (0,3 мас.%). [ нужна цитата ]
Лимнология озера показывает, что оно содержит около 280 миллионов тонн растворенных солей, при этом соленость варьируется в зависимости от количества воды в озере в любой момент времени. До 1941 года средняя соленость составляла примерно 50 граммов на литр (г/л) (по сравнению со значением 31,5 г/л для мирового океана). В январе 1982 года, когда озеро достигло самого низкого уровня в 1942 метра (6372 фута), соленость увеличилась почти вдвое до 99 г/л. В 2002 году его содержание было измерено на уровне 78 г/л, и ожидается, что оно стабилизируется на среднем уровне 69 г/л по мере пополнения запасов озера в течение следующих 20 лет. [25]
Непредвиденным последствием прекращения водозабора стало начало периода «меромиксиса» в озере Моно. [26] До этого озеро Моно было типично « мономиктическим »; Это означает, что по крайней мере один раз в год более глубокие воды и более мелкие воды озера тщательно смешиваются, таким образом принося кислород и другие питательные вещества в глубокие воды. В меромиктических озерах более глубокие воды такого перемешивания не испытывают; более глубокие слои более соленые, чем вода у поверхности, и обычно почти лишены кислорода. В результате меромиктическое состояние озера сильно меняет экологию. [27]
Озеро Моно в прошлом переживало меромиктические периоды; этот самый последний эпизод меромиксиса, вызванный прекращением водозабора, начался в 1994 году и закончился к 2004 году. [28]
Важной характеристикой озера Моно является то, что это закрытое озеро , то есть оно не имеет стока. Вода может покинуть озеро только в том случае, если она испаряется или теряется 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 усиления оледенения , известные как ледниковые периоды . Этот геологический период ледниковых периодов известен как плейстоцен , который длился примерно до 11 тыс. лет назад . Уровни озера Моно могут показать, как менялся климат. Например, во время холодного климата плейстоцена уровень озера был выше, потому что испарение было меньше, а осадков было больше . После плейстоцена уровень озера в целом был ниже из-за увеличения испарения и уменьшения количества осадков , связанных с более теплым климатом. [29]
Уровень озера колебался в течение голоцена , начиная с конца ледникового периода. Высшая точка голоцена находится на высоте 6499 футов (1980,8 м) и была достигнута примерно в 1820 году до нашей эры. [30] Самая низкая точка перед современными диверсиями находится на высоте 6368 футов (1940,9 м), достигнутой в 143 году нашей эры. [30] Самый низкий современный уровень из-за отклонений составляет 6372,0 фута (1942,2 м), достигнутый в 1980 году. [31]
Гиперсоленость и высокая щелочность (рН = 10 или эквивалент 4 миллиграммам NaOH на литр воды) озера означают, что в озере нет местной рыбы. [32] Попытка Департамента рыболовства и охоты 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 артемией озера Моно, Artemia monica , крошечным видом артемии размером не больше ногтя, эндемичным для озера. В теплые летние месяцы в озере обитает около 4–6 триллионов артемии. Артемии не имеют пищевой ценности для человека, но являются основным продуктом питания для птиц региона. Креветки артемии питаются микроскопическими водорослями. [35]
Щелочные мухи, эфидры , обитают по берегам озера и ходят под водой, заключенные в маленькие пузырьки воздуха, для выпаса скота и откладки яиц. Эти мухи являются важным источником пищи для перелетных и гнездящихся птиц. [36]
В прибрежных отложениях обнаружено восемь видов нематод : [37]
Озеро Моно является важным местом отдыха и питания для перелетных куликов и было признано сетью заповедников береговых птиц Западного полушария местом международного значения . [38] Около 2 000 000 водоплавающих птиц , в том числе 35 видов околоводных птиц, используют озеро Моно, чтобы отдохнуть и поесть, по крайней мере, часть года. Некоторые кулики, которые зависят от ресурсов озера Моно, включают в себя американскую шилоклювку , оленя-убийцу и куликов . 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 красношейных плавунчиков прилетают со своих гнездовий и кормятся, пока не продолжат миграцию в Южную Америку или тропические океаны соответственно. [3]
Помимо перелетных птиц, некоторые виды проводят несколько месяцев, гнездясь на озере Моно. Озеро Моно имеет вторую по величине гнездящуюся популяцию калифорнийских чаек , Larus Californicus , уступая только Большому Соленому озеру в штате Юта. Покинув в конце 1970-х годов остров Негит, соединенный сухопутным мостом, калифорнийские чайки переселились на некоторые близлежащие островки и основали новые, хотя и менее защищенные, места гнездования. Корнелльский университет и компания Point Blue Conservation Science продолжили исследование гнездящихся популяций на озере Моно, начатое 35 лет назад. Снежные ржанки также каждую весну прилетают к озеру Моно, чтобы гнездиться вдоль северного и восточного берегов. [40]
Коренные жители озера Моно происходят из группы северных пайуте , называемой куцадикаа . [41] Они говорят на языке северных пайютов . [42] Куцадикаа традиционно кормят куколками 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 озера Моно Пайуте был капитан Джон. [44]
В племени Моно есть две группы: восточная и западная. Восточные моно ежегодно присоединялись к деревням групп западных моно в долине Хетч-Хетчи , долине Йосемити и вдоль реки Мерсед , чтобы собирать желуди , различные виды растений и торговать. Западное моно и восточное моно традиционно жили в южно-центральных предгорьях Сьерра-Невады, включая Историческую долину Йосемити . [45]
Сегодняшние моно-резервации в настоящее время расположены в Биг-Пайн , Бишоп , а также несколько в округах Мадера и Фресно, Калифорния . [ нужна цитата ]
Город Лос-Анджелес перенаправил воду из реки Оуэнс в акведук Лос-Анджелеса в 1913 году. В 1941 году Департамент водоснабжения и энергетики Лос-Анджелеса расширил систему акведуков Лос-Анджелеса дальше на север, в бассейн Моно , завершив строительство туннеля кратеров Моно. [46] между водохранилищем Грант-Лейк на Раш-Крик и рекой Аппер-Оуэнс. Было отведено так много воды, что испарение вскоре превысило приток, и уровень поверхности озера Моно быстро упал. К 1982 году площадь озера сократилась до 37 688 акров (15 252 га), что составляет 69 процентов от его площади 1941 года. К 1990 году озеро опустилось на 45 футов по вертикали и потеряло половину своего объема по сравнению с уровнем воды до отвода воды в 1941 году. [47] В результате обнажились щелочные пески и ранее затопленные туфовые башни, соленость воды увеличилась вдвое, а остров Негит стал полуостровом , что открыло гнезда калифорнийских чаек для хищников (таких как койоты ) и вынудило колонию чаек покинуть этот сайт. [48]
В 1974 году эколог Дэвид Гейнс и его ученик Дэвид Винклер изучили экосистему озера Моно и сыграли важную роль в предупреждении общественности о последствиях понижения уровня воды с помощью экологической инвентаризации бассейна Моно, проведенной Винклером в 1976 году. [49] Национальный научный фонд профинансировал первое комплексное экологическое исследование озера Моно, проведенное Гейнсом и студентами бакалавриата. 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 муниципального использования. [49]
Гейнс сформировал Комитет Моно-Лейк в 1978 году. Он и Салли Джуди, студентка Калифорнийского университета в Дэвисе, возглавили комитет и совершили информационную поездку по Калифорнии. Они присоединились к Обществу Одюбона , чтобы участвовать в теперь уже знаменитом судебном разбирательстве « Национальное общество Одюбона против Верховного суда» , чтобы защитить озеро Моно посредством законов штата об общественном доверии. [49] Хотя эти усилия привели к положительным изменениям, уровень поверхности все еще ниже исторического уровня, а обнаженные береговые линии являются источником значительного количества щелочной пыли в периоды сильных ветров. [50]
Озеро Оуэнс , некогда судоходная конечная точка реки Оуэнс , которая поддерживала здоровую экосистему, теперь представляет собой высохшее дно озера в засушливые годы из-за отвода воды, начавшегося в 1920-х годах. Озеро Моно было избавлено от 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 совета директоров SWRCB -председатель Марк Дель Пьеро был единственным должностным лицом, проводившим слушания (см. D-1631). В 1941 году уровень поверхности находился на высоте 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 на высоте 6392 футов (1948 м) над уровнем моря является целью, призванной гарантировать, что озеро сможет достичь и поддерживать минимальный уровень поверхности, который обычно считается минимальным для поддержания здоровья экосистемы. . [52] В годы засухи на американском Западе это стало еще сложнее. [53]
В 1968 году художник Роберт Смитсон создал необъектное озеро Моно (Синдерс возле Блэк-Пойнт) [54] с использованием пемзы, собранной во время посещения Моно 27 июля 1968 года вместе со своей женой Нэнси Холт и Майклом Хейзером (оба выдающиеся художники-визуалисты). В 2004 году Нэнси Холт сняла короткометражный фильм под названием « Озеро Моно» , используя кадры Super 8 и фотографии этого путешествия. В качестве саундтрека были использованы аудиозапись Смитсона и Хайзера, две песни Уэйлона Дженнингса и « Le Jeu » Мишеля Леграна — главная тема фильма Жака Деми «Залив ангелов» (1963). [55]
На фотографии «Ныряльщик» , 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, а башни из туфа являются заметной частью пейзажа. На самом деле эффект был создан, когда дайвер выполнял стойку на руках под водой до тех пор, пока рябь не рассеялась. [56]
Книга Марка Твена « Грубая работа» , опубликованная в 1872 году, представляет собой 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]
На озере Моно снималась сцена с вулканом из фильма «Попутный ветер на Яву » (1953). [61]
Большая часть фильма Клинта Иствуда «Скиталец с высоких равнин » (1973) была снята на южном берегу озера Моно в 1970-х годах. Для фильма здесь был построен целый город, который позже снесли, когда съемки были завершены. [62]
Музыкальный клип на пауэр-балладу 1988 года Don't Know What You Got («Till It’s Gone») глэм-метал-группы Cinderella был снят на берегу озера. [63]