Hồ phân tầng

Hồ phân tầng là hồ có các lớp nước không xen kẽ.[1] Ngược lại, trong điều kiện bình thường, hồ " holomictic " (hồ không phân tầng), ít nhất một lần mỗi năm, có sự pha trộn vật lý của các bề mặt và các vùng nước sâu.[2]

Hồ McGinnis là một hồ nước phân nhánh trong Công viên tỉnh Petroglyphs.
Lac PavinPháp là một hồ miệng núi lửa

Thuật ngữ "meromictic" được đặt bởi nhà khoa học người Áo Ingo Findenegg vào năm 1935, dường như dựa trên từ cũ hơn "holomictic". Các khái niệm và thuật ngữ được sử dụng trong việc mô tả các hồ phân tầng về cơ bản đã hoàn thành sau một số bổ sung của G. Evelyn Hutchinson vào năm 1937.[3][4][5]

Đặc điểmSửa đổi

 
Mô hình pha trộn điển hình cho một hồ mờ. Điều này không xảy ra trong các hồ phân chia

Hầu hết các hồ là holomictic (không phân tầng); nghĩa là, ít nhất một lần mỗi năm, sự pha trộn vật lý xảy ra giữa bề mặt và vùng nước sâu. Còn một kiểu hồ nữa được gọi là hồ đơn tầng, sự pha trộn xảy ra mỗi năm một lần; trong hồ mờ, sự pha trộn xảy ra hai lần một năm (thường là mùa xuân và mùa thu), và trong polymictic hồ, sự pha trộn xảy ra nhiều lần trong năm. Tuy nhiên, trong các hồ phân tầng, các lớp nước hồ có thể vẫn không bị trộn lẫn trong nhiều năm, nhiều thập kỷ hoặc nhiều thế kỷ.

Hồ phân tầng thường có thể được chia thành ba tầng hoặc lớp. Lớp dưới cùng được gọi là monimolimnion; nước trong phần này của hồ lưu thông rất ít, và nói chung là thiếu oxy và mặn hơn phần còn lại của hồ. Lớp trên cùng được gọi là mixolimnion, và về cơ bản hoạt động giống như một hồ nước. Khu vực ở giữa được gọi là chemocline.[6]

Việc thiếu sự pha trộn giữa các lớp tạo ra môi trường hoàn toàn khác nhau cho các sinh vật sống: trong số các hậu quả của sự phân tầng này hoặc phân lớp ổn định của nước hồ là lớp đáy nhận được ít oxy từ khí quyển, do đó bị cạn kiệt oxy. Trong khi lớp bề mặt có thể có 10   mg / L hoặc nhiều oxy hòa tan hơn vào mùa hè, độ sâu của hồ phân nhánh có thể có ít hơn 1   mg / L.[7] Rất ít sinh vật có thể sống trong một môi trường nghèo oxy như vậy. Một ngoại lệ là vi khuẩn lưu huỳnh màu tím. Những vi khuẩn này, thường được tìm thấy ở tầng monimolimnion trong các hồ như vậy, sử dụng các hợp chất lưu huỳnh như sulfide trong quang hợp. Các hợp chất này được tạo ra bởi sự phân hủy trầm tích hữu cơ trong môi trường nghèo oxy. Monimolimnion thường giàu phosphor và nitơ. Những yếu tố này kết hợp để tạo ra một môi trường lý tưởng cho sự phát triển của vi khuẩn. Mixolimnion có thể có phẩm chất tương tự. Tuy nhiên, các loại vi khuẩn có thể phát triển ở bề mặt được xác định bởi lượng ánh sáng nhận được ở bề mặt.[8]

Một hồ phân tầng có thể hình thành vì một số lý do:

  • Lưu vực sâu và dốc khác thường so với diện tích mặt hồ
  • Lớp dưới của hồ có độ mặn cao và đặc hơn lớp nước trên

Các lớp trầm tích dưới đáy hồ phân chia vẫn tương đối không bị xáo trộn vì có rất ít sự pha trộn vật lý và một vài sinh vật sống để khuấy động chúng. Cũng có ít phân hủy hóa học. Vì lý do này, lõi của trầm tích dưới đáy hồ phân nhánh rất quan trọng trong việc truy tìm những thay đổi trong quá khứ của khí hậu tại hồ, bằng cách kiểm tra các hạt phấn bị mắc kẹt và các loại trầm tích [xem Proxy (khí hậu) ].

Khi các lớp trộn lẫn với bất kỳ lý do gì, hậu quả có thể làm tàn phá đối với các sinh vật thường sống trong mixolimnion. Lớp này thường có khối lượng nhỏ hơn nhiều so với monimolimnion. Khi các lớp trộn, nồng độ oxy ở bề mặt sẽ giảm đáng kể. Điều này có thể dẫn đến cái chết của nhiều sinh vật, chẳng hạn như cá, cần oxy.

Đôi khi, carbon dioxide (CO 2) hoặc các loại khí hòa tan khác có thể tích tụ tương đối không bị xáo trộn ở các lớp thấp hơn của một hồ nước phân tầng. Khi sự phân tầng bị xáo trộn, như có thể xảy ra từ một trận động đất, một vụ phun trào limnic có thể xảy ra. Năm 1986, một sự kiện đáng chú ý thuộc loại này đã diễn ra tại hồ NyosCameroon, khiến gần 1.800 người chết.[9]

Trong khi chủ yếu là các hồ có tính phân tầng, lưu vực lớn nhất thế giới là Biển Đen. Vùng nước sâu dưới 50 mét (150 feet) không hòa trộn với các lớp trên nhận oxy từ khí quyển. Kết quả là, hơn 90% thể tích Biển Đen sâu hơn là nước anoxic. Biển Caspi là anoxic dưới 100 mét (300 feet). Biển Baltic được phân tầng liên tục, với nước mặn dày đặc bao gồm lớp đáy và các khu vực lớn của trầm tích thiếu oxy (xem phần thiếu oxy biển Baltic).

Danh sách các hồ phân nhánhSửa đổi

 
Strandvatnet ở Nordland xuống bên trái; chỉ có một eo nhỏ ngăn cách hồ với Ofotfjord.
 
Bọt xà phòng trên bờ hồ Soap
 
Lac du Bourget là hồ lớn nhất và sâu nhất ở Pháp
 
Hồ xanh là một hồ phân chia gần Syracuse, New York.
 
Hồ Tròn trong Công viên tiểu bang Green Lakes, bang New York
 
Hồ Sunfish là một hồ phân chia gần Waterloo, Ontario.
 
Hồ Big Soda là một hồ phân chia trong một miệng núi lửa gần Fallon, Nevada

Có những hồ nước trên khắp thế giới. Phân phối dường như được nhóm lại, nhưng điều này có thể là do nghiên cứu điều tra không đầy đủ. Tùy thuộc vào định nghĩa chính xác của "meromictic", tỷ lệ giữa các hồ phân nhánh và tổng thể trên toàn thế giới là khoảng 1: 1000.[10]

Châu phiSửa đổi

Nam CựcSửa đổi

  • Hồ Vanda ở Ross
  • 21 hồ bao gồm Hồ hữu cơ ở Vestprint Hills [11]

Châu ÁSửa đổi

  • Hồ Pantai Keracut (Bãi biển Keracut), Công viên quốc gia Penang, phía tây bắc đảo Penang, Malaysia
  • Hồ sứa (Ongeim'l Tketau), trên Eil Malk ở Palau
  • Hồ Zigetangcuo, một hồ nước bị nhiễm độc ở tỉnh Nagqu, Tây Tạng, Trung Quốc. Đó là hồ phân tầng nằm ở độ cao cao nhất.[12]
  • Hồ Kaptai, ở quận Rangamati, ở phía đông nam Bangladesh. Được tạo ra bằng cách xây dựng một con đập tại Kaptai để thiết lập một nhà máy thủy điện.
  • Hồ Bababu, Basilisa, Quần đảo Dinagat, Philippines

Châu ÚcSửa đổi

Châu ÂuSửa đổi

  • Kärntner Seen (Hồ Alps ở tỉnh Carinthia của Áo; được nghiên cứu bởi Ingo FindITEDg vào những năm 1930).
  • Alatsee (hồ trên núi nhỏ ở bang Bavaria của Đức, gần Thành phố Füssen và Cung điện Neuschwanstein)
  • Hồ Vähä-PitkustaPhần Lan.
  • Hồ Pakasaivo ở Phần Lan.
  • Salsvatnet, Kilevann, Tronstadvatn, Birkelandsvatn, Rørholtfjorden, Botnvatn, Rørhopvatn và hồ Strandvatn ở Na Uy.
  • Hồ Mogilnoye ở tỉnh Murmansk của Nga.
  • Hồ Cadagno là một hồ phân chia "crenogen" ở Thụy Sĩ và là địa điểm của Trung tâm Sinh học Alps [13]
  • Lac Pavin và Lac du Bourget ở Pháp [14]
  • Biển Đen cũng được coi là hồ phân tầng.
  • Lake Dragon's eye (Zmajevo oko) ở Croatia.

Mỹ La-tinhSửa đổi

  • Hồ Atitlan 50 dặm vuông, Caldera sâu 1.000 ft, hồ endorheic ở Sở Solola, Guatemala.

Bắc MỹSửa đổi

  • Hồ Ballston, 30   km NNW của Albany, New York [15]
  • Hồ Brownie gần Minneapolis, MN [16]
  • Hồ Canyon gần Vịnh Lớn, MI [17]
  • Hồ Crawford gần Milton, Ontario
  • Hồ Green và Hồ Round trong Công viên tiểu bang Green Lakes gần Syracuse, New York
  • Hồ Glacier trong Công viên tiểu bang Clark Deposit gần Syracuse, New York
  • Hồ Great Salt gần Thành phố Salt Lake, Utah
  • Hồ Hot ở hạt Okanogan, Washington [18]
  • Vịnh Irondequoit gần Rochester, New York, cũng được coi là hồ phân tầng; sử dụng muối đường được dẫn là lý do chính cho sự thay đổi của nó
  • Hồ Lower Mysticở Arlington và Medford, Massachusetts
  • Hồ McGinnis trong Công viên tỉnh Petroglyphs, Ontario
  • Hồ Mahoney ở Thung lũng Okanagan, British Columbia
  • Hồ Powell ở thị trấn Powell River, British Columbia [19]
  • Hồ Pink trong công viên Gatineau, Quebec
  • Hồ Redoubt gần Sitka, Alaska; một trong những hồ phân chia lớn nhất Bắc Mỹ [20]
  • Hồ Soap ở Washington
  • Hồ Sunfish gần Waterloo, Ontario
  • Devil's Bathtub gần Rochester, New York, trong Công viên Mendon Ponds
  • Hồ Blackcat gần Dorset, Ontario, trong Trung tâm băng giá
  • Hồ nguyện, trong Pictured Rocks National Lakeshore, gần Munising, Michigan [21]
  • Hồ A và C1 trên Đảo Elles 4.0.3, Nunavut
  • Hồ Mary, ở góc tây bắc của Hạt Vilas, Wisconsin [22]
  • Hồ lớn Soda, Nevada [23]
  • Hồ Knaack, Wisconsin [24]
  • Hồ Teapot, Khu bảo tồn hồ Heart, Brampton, Ontario

Tham khảoSửa đổi

  1. ^ Wetzel, Robert G. (2001). Limnology: Hệ sinh thái hồ và sông (tái bản lần thứ ba). New York: Nhà xuất bản học thuật. Mã số   980-0-12-744760-5. Lỗi chú thích: Thẻ <ref> không hợp lệ: tên “Wetzel” được định rõ nhiều lần, mỗi lần có nội dung khác
  2. ^ Lewis, William M., Jr. (1983). "Một phân loại sửa đổi của hồ dựa trên sự pha trộn" (PDF). Tạp chí Khoa học Thủy sản và Thủy sản Canada. 40 (10): 1779 Từ1787. doi: 10.1139 / f83-207. Lưu trữ từ bản gốc (PDF) vào ngày 6 tháng 3 năm 2009. Lỗi chú thích: Thẻ <ref> không hợp lệ: tên “Lewis1983” được định rõ nhiều lần, mỗi lần có nội dung khác
  3. ^ Hakala, Anu (27 tháng 2 năm 2004). "Meromixis là một phần của quá trình tiến hóa hồ - quan sát và phân loại sửa đổi các hồ phân nhánh thực sự ở Phần Lan" Lưu trữ 2018-04-22 tại Wayback Machine (PDF). Nghiên cứu môi trường Boreal. 9: 37 Ném53. ISSN   1239-6095. Lỗi chú thích: Thẻ <ref> không hợp lệ: tên “Hakala2004” được định rõ nhiều lần, mỗi lần có nội dung khác
  4. ^ Tìm kiếm, Ingo (1935). "Limnologische Untersuchungen im Kärntner Seengebiete. Ein Beitrag zur Kenntnis des Stoffhaushaltes ở Alpenseen". Quốc tế Revue der Gesamte Hydrobiologie (bằng tiếng Đức). 32: 369 bóng423. Được trích dẫn bởi Hakala (2004). Lỗi chú thích: Thẻ <ref> không hợp lệ: tên “Findenegg” được định rõ nhiều lần, mỗi lần có nội dung khác
  5. ^ Hutchinson, G. Evelyn (1937). "Một đóng góp cho giới hạn của các khu vực khô cằn". Giao dịch của Viện Hàn lâm Khoa học và Nghệ thuật Connecticut. 33: 47 Cáp132. Được trích dẫn bởi Hakala (2004). Lỗi chú thích: Thẻ <ref> không hợp lệ: tên “Huthcinson” được định rõ nhiều lần, mỗi lần có nội dung khác
  6. ^ Walker, KF (tháng 3 năm 1974). "Sự ổn định của hồ Meromictic ở Trung Washington". Giới hạn và Hải dương học. 19 (2): 209 Từ 222. Mã số: 1974LimOc..19..209W. doi: 10,4319 / lo.1974.19.2.0209. JSTOR   2834407. Lỗi chú thích: Thẻ <ref> không hợp lệ: tên “Walker1974” được định rõ nhiều lần, mỗi lần có nội dung khác
  7. ^ Lampert, Winfried & Sommer, Ulrich (1997). Limnoecology: Hệ sinh thái của hồ và suối. Dịch bởi James F. Haney. Nhà xuất bản Đại học Oxford. Mã số   980-0-19-509592-0. Lỗi chú thích: Thẻ <ref> không hợp lệ: tên “LampertSommer” được định rõ nhiều lần, mỗi lần có nội dung khác
  8. ^ Fry, Brian (tháng 1 năm 1986). "Nguồn dinh dưỡng carbon và lưu huỳnh cho người tiêu dùng ở ba hồ Meromictic của bang New York". Giới hạn và Hải dương học. 31 (1): 79 Mã88. Mã số: 1986LimOc..31... 79F. CiteSeerX   10.1.1.420,7035. doi: 10,4319 / lo.1986.31.1.0079. JSTOR   2836641. PMID   11539668. Lỗi chú thích: Thẻ <ref> không hợp lệ: tên “Fry1986” được định rõ nhiều lần, mỗi lần có nội dung khác
  9. ^ Krajick, Kevin (tháng 9 năm 2003). "Đánh bại hồ Killer của Châu Phi". Tạp chí Smithsonian. Lưu trữ từ bản gốc vào ngày 2012-05-25. Lỗi chú thích: Thẻ <ref> không hợp lệ: tên “Krajick” được định rõ nhiều lần, mỗi lần có nội dung khác
  10. ^ Hakala, Anu (2005). Các nghiên cứu về môi trường và cổ sinh vật học về trầm tích của hồ Vähä-Pitkusta và quan sát meromixis[liên kết hỏng] (PDF) (Luận án tiến sĩ). Đại học Helsinki. [ liên kết chết vĩnh viễn ] Lỗi chú thích: Thẻ <ref> không hợp lệ: tên “Hakala2005” được định rõ nhiều lần, mỗi lần có nội dung khác
  11. ^ Gibson, John AE. "Các hồ phân nhánh và lưu vực biển phân tầng của đồi Vestprint, Đông Nam Cực." Khoa học Nam Cực 11.2 (1999): 175-192.
  12. ^ Thích, Gene E., ed. (2010). Hệ sinh thái hồ: Một viễn cảnh toàn cầu. Báo chí học thuật. tr.   186. ISBN   980-0-12-382003-7. Một dẫn xuất của bách khoa toàn thư vùng nước nội địa. Lỗi chú thích: Thẻ <ref> không hợp lệ: tên “Likens2010” được định rõ nhiều lần, mỗi lần có nội dung khác
  13. ^ "Lac di Cadagno". Trung tâm sinh học Alpina (tiếng Ý). Ngày 6 tháng 12 năm 2014 . Truy cập ngày 23 tháng 2 năm 2015. Lỗi chú thích: Thẻ <ref> không hợp lệ: tên “CtrBioAlpina” được định rõ nhiều lần, mỗi lần có nội dung khác
  14. ^ Jacquet, Stéphan; Briand, Jean-François; et al. (2003). "Sự tăng sinh của cyanobacterium Planktothrix rubescens độc hại sau khi phục hồi hồ tự nhiên lớn nhất của Pháp (Lac du Bourget)" (PDF). Tảo gây hại. 4 (4): 651 Từ672. CiteSeerX   10.1.1.541.2297. doi: 10.1016 / j.hal.2003.12.006. Lưu trữ từ bản gốc (PDF) vào ngày 6 tháng 3 năm 2009 . Truy cập ngày 13 tháng 5 năm 2008. Lỗi chú thích: Thẻ <ref> không hợp lệ: tên “Jacquet2003” được định rõ nhiều lần, mỗi lần có nội dung khác
  15. ^ Toney, Jaime L.; Rodbell, Donald T.; Miller, Norton G. (2003). “Sedimentologic and palynologic records of the last deglaciation and Holocene from Ballston Lake, New York” (PDF). Quaternary Research. 60 (2): 189–199. doi:10.1016/S0033-5894(03)00093-0. Truy cập ngày 9 tháng 9 năm 2018.
  16. ^ Lambrecht, Nicholas; Wittkop, Chad; Katsev, Sergei; Fakhraee, Mojtaba; Swanner, Elizabeth (2018). “Geochemical Characterization of Two Ferruginous Meromictic Lakes in the Upper Midwest, USA”. Journal of Geophysical Research: Biogeosciences. 123 (10): 3403–3422. doi:10.1029/2018JG004587.
  17. ^ Lambrecht, Nicholas; Wittkop, Chad; Katsev, Sergei; Fakhraee, Mojtaba; Swanner, Elizabeth D. (2018). “Geochemical Characterization of Two Ferruginous Meromictic Lakes in the Upper Midwest, USA”. Journal of Geophysical Research: Biogeosciences. 123 (10): 3403–3422. doi:10.1029/2018JG004587.
  18. ^ Anderson, GC (tháng 7 năm 1958). "Một số đặc điểm giới hạn của hồ nước mặn nông cạn" (PDF). Giới hạn và Hải dương học. 3 (3): 259 Từ270. Mã số: 1958LimOc... 3..259A. doi: 10,4319 / lo.1958.3.3.0259. Lưu trữ từ bản gốc (PDF) vào ngày 14 tháng 7 năm 2014. Lỗi chú thích: Thẻ <ref> không hợp lệ: tên “Anderson1958” được định rõ nhiều lần, mỗi lần có nội dung khác
  19. ^ Sanderson, B.; Perry, K. & Pedersen, T. (15 tháng 6 năm 1986). "Khuếch tán dọc trong hồ Powell Meromictic, British Columbia". Tạp chí nghiên cứu địa vật lý. 91 (C-6): 7647 Ném7655. Mã số: 1986JGR.... 91.7647S. doi: 10.1029 / JC091iC06p07647. Lỗi chú thích: Thẻ <ref> không hợp lệ: tên “Sanderson” được định rõ nhiều lần, mỗi lần có nội dung khác
  20. ^ McCoy, GA (1977). "Các nghiên cứu về giới hạn ở đông nam Alaska và các phép đo chất lượng nước dọc theo tuyến đường TAPS trong quá trình xây dựng đường ống". Thông tư 751-B: Khảo sát USGS ở Alaska, Thành tựu trong năm 1976. Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ: B7. Lỗi chú thích: Thẻ <ref> không hợp lệ: tên “Mccoy” được định rõ nhiều lần, mỗi lần có nội dung khác
  21. ^ "Hồ và ao". Hình ảnh đá quốc gia Lakeshore, Michigan. Dịch vụ công viên quốc gia, Bộ Nội vụ Hoa Kỳ . Truy cập ngày 23 tháng 2 năm 2016. Lỗi chú thích: Thẻ <ref> không hợp lệ: tên “NPSPicRocks” được định rõ nhiều lần, mỗi lần có nội dung khác
  22. ^ Weimar, Walter C. & Lee, G. Fred (tháng 5 năm 1973). "Một số cân nhắc về giới hạn hóa học của hồ Mary Meromictic". Giới hạn và Hải dương học. 18 (3): 414 Từ425. Mã số: 1973LimOc..18..414W. doi: 10,4319 / lo.1973,18.3.0414. JSTOR   2834466. Lỗi chú thích: Thẻ <ref> không hợp lệ: tên “WeimarLee” được định rõ nhiều lần, mỗi lần có nội dung khác
  23. ^ Cloern, James E.; Cole, Brian E. & Oremland, Ronald S. (tháng 11 năm 1983). "Các quá trình tự dưỡng ở hồ lớn Soda, Nevada". Giới hạn và Hải dương học. 28 (6): 1049 Từ1061. doi: 10,4319 / lo.1983.28.6.1049. JSTOR   2836268. Lỗi chú thích: Thẻ <ref> không hợp lệ: tên “CloernCole” được định rõ nhiều lần, mỗi lần có nội dung khác
  24. ^ Parkin, TB & Brock, TD (tháng 9 năm 1981). "Vai trò của vi khuẩn quang trong chu kỳ lưu huỳnh của hồ Meromictic" (PDF). Giới hạn và Hải dương học. 26 (5): 880 lôi890. Mã số: 1981LimOc..26..880P. doi: 10,4319 / lo.1981.26.5.0880. Lưu trữ từ bản gốc (PDF) vào ngày 23 tháng 2 năm 2015 . Truy cập ngày 23 tháng 2 năm 2015. Lỗi chú thích: Thẻ <ref> không hợp lệ: tên “ParkinBrock” được định rõ nhiều lần, mỗi lần có nội dung khác

Liên kết ngoàiSửa đổi