Меромиктические озера: стратификация, причины и последствия.

Введение

Постоянно стратифицированное озеро с не перемешивающимися слоями воды.

Меромиктическое озеро – это озеро, в котором слои воды не смешиваются. Однако антропогенное воздействие может приводить к возникновению культурной меримиксии. Увеличенное использование противогололедных реагентов, особенно в регионах высоких широт, может нарушать естественные циклы перемешивания в озерах, препятствуя смешению. Поскольку соль в высоких концентрациях поступает в водные системы в конце зимы/начале весны, она накапливается в самом глубоком слое озер, что приводит к неполному перемешиванию. Стратификация в меромиктических озерах может быть эндогенной или эктогенной. Эндогенная означает, что наблюдаемые в озере закономерности вызваны внутренними процессами, такими как накопление органического вещества в отложениях и его разложение, в то время как эктогенная означает, что закономерности вызваны внешними факторами, например, проникновением соленой воды, оседающей в гиполимнионе и препятствующей смешению. Слои отложений на дне меромиктического озера остаются относительно нетронутыми, поскольку там мало физического перемешивания и мало живых организмов, которые могли бы их взбаламутить. Также происходит незначительное химическое разложение. По этой причине керны отложений на дне меромиктических озер важны для изучения прошлых изменений климата в озере, путем анализа заключенных в них пыльцевых зерен и типов отложений [см. Прокси (климат)]. Когда слои по какой-либо причине перемешиваются, последствия могут быть катастрофическими для организмов, обычно обитающих в миксолимнионе. Этот слой обычно значительно меньше по объему, чем монолимонион. При перемешивании слоев концентрация кислорода на поверхности резко снижается. Это может привести к гибели многих организмов, таких как рыбы, нуждающихся в кислороде. Иногда углекислый газ, метан или другие растворенные газы могут накапливаться относительно нетронутыми в нижних слоях меромиктического озера. При нарушении стратификации, например, в результате землетрясения, может произойти лимническое извержение. В 1986 году подобное событие произошло на озере Ньос в Камеруне, вызвав гибель около 1800 человек. В последующие десятилетия после этой катастрофы проводились активные исследования и мероприятия по снижению накопления газа в будущем в рамках программы Nyos Organ Pipes Program (NOPP). Программа NOPP разместила большие органные трубы в озере Ньос, чтобы достичь монолиминиона, где накапливались вредные растворенные газы, обеспечивая выход газа в атмосферу и, тем самым, дегазацию монолиминиона. Хотя меромиктическими в основном являются озера, крупнейшим в мире меромиктическим бассейном является Черное море. Глубинные воды не смешиваются с верхними слоями, получающими кислород из атмосферы. В результате более 90% объема глубоких вод Черного моря состоит из аноксичной воды. Каспийское море является аноксичным ниже. Балтийское море постоянно стратифицировано, с плотными, сильно засоленными водами, составляющими нижний слой, и обширными участками гипоксических отложений (см. гипоксию Балтийского моря).

A meromictic lake is a lake which has layers of water that do not intermix. However, human influence can lead to cultural meromixis occurring. The increased use of road salt as a deicing strategy, particularly in northern latitude regions, can disturb the natural mixing cycles in lakes by inhibiting mixing. As salt is flushed into aquatic systems at high concentrations in late winter/early spring, it accumulates in the deepest layer of lakes leading to incomplete mixing. Stratification in meromictic lakes can be either endogenic or ectogenic. Endogenic means the patterns seen in the lake are caused by internal events, such as organic matter accumulating in the sediments and decaying, whereas ectogenic means the patterns seen are caused by external causes, like an intrusion of saltwater settling in the hypolimnion, preventing it from mixing. The layers of sediment at the bottom of a meromictic lake remain relatively undisturbed because there is little physical mixing and few living organisms to agitate them. There is also little chemical decomposition. For this reason, cores of the sediment at the bottom of meromictic lakes are important in tracing past changes in climate at the lake, by examining trapped pollen grains and the types of sediments [see Proxy (climate)]. When the layers do mix for whatever reason, the consequences can be devastating for organisms that normally live in the mixolimnion. This layer is usually much smaller in volume than the monimolimnion. When the layers mix, the oxygen concentration at the surface will decrease dramatically. This can result in the death of many organisms, such as fish, that require oxygen. Occasionally, carbon dioxide, methane, or other dissolved gases can build up relatively undisturbed in the lower layers of a meromictic lake. When the stratification is disturbed, as could happen from an earthquake, a limnic eruption may result. In 1986, a notable event of this type took place at Lake Nyos in Cameroon, causing nearly 1,800 deaths. In the following decades after this disaster, active research and management has been done to mitigate gas buildup in the future through the Nyos Organ Pipes Program (NOPP). The NOPP program placed large organ pipes into Lake Nyos, to reach the monimolimnion where harmful dissolved gases built up, that allow for gas release to the atmosphere, effectively degassing the monimolimnion. While it is mainly lakes that are meromictic, the world's largest meromictic basin is the Black Sea. The deep waters below do not mix with the upper layers that receive oxygen from the atmosphere. As a result, over 90% of the deeper Black Sea volume is anoxic water. The Caspian Sea is anoxic below The Baltic Sea is persistently stratified, with dense, highly saline water comprising the bottom layer, and large areas of hypoxic sediments (see Baltic Sea hypoxia).

Список меромиктических озер

Меромиктические озера встречаются по всему миру. Их распространение кажется кластерным, но это может быть связано с неполнотой исследований. В зависимости от точного определения понятия "меромиктический", соотношение между меромиктическими и голомиктическими озерами в мировом масштабе составляет примерно 1:1000.