《JS百科》第1117期，2024年12月15日， 北美最古老而孤独的莫诺湖，加利福尼亚州，美国

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《JS百科》编者的话

（2024年9月1日）

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《JS百科》第1117期，2024年12月15日

北美最古老而孤独的莫诺湖，加利福尼亚州，美国

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Mono Lake, the oldest and loneliest lake in North America, California, USA

Shaped by the slow passage of time, tufa tower—a type of porous limestone—emerges as one of nature's most spectacular formations. While these towers can be found in many places, today's image showcases them at Mono Lake in Mono County, California, United States. These structures develop when calcium-rich fresh water, flowing into the lake from several creeks and streams, mixes with the lake's alkaline water. Over centuries, this interaction caused calcium carbonate to build up, forming tufa spires above the lake's surface. To preserve the tufa towers, the Mono Lake Tufa State Natural Reserve was established in 1981 by the California State Legislature.

Mono Lake is a fascinating desert lake with hypersaline and alkaline waters, and no natural outlet. It supports a thriving ecosystem teeming with billions of brine shrimp and alkali flies. These tiny creatures are essential snacks for a variety of migratory birds, like California gulls and eared grebes. As a food source, Mono Lake is a critical pit stop along the Pacific Flyway, a major migration route for birds journeying from Alaska all the way down to Patagonia.

北美最古老而孤独的莫诺湖，加利福尼亚州，美国

在时间缓慢的流逝下，凝灰岩钙华塔(tufa tower，简称石灰华)——一种多孔石灰岩，成为大自然中最壮观的地貌之一。这些石灰华在世界许多地方都能看到，但今天的照片中展示的是在加利福尼亚州莫诺县的莫诺湖(Mono Lake，见译注1)。当富含钙质的淡水从几条小溪流入湖中，与湖中的碱性水混合后，就形成了这些结构。几个世纪以来，这种相互作用导致碳酸钙堆积，在湖面上形成了凝灰岩钙华塔。为了保护这些塔，加利福尼亚州议会于1981年建立了莫诺湖图法国家自然保护区(Mono Lake Tufa State Natural Reserve)。

莫诺湖是一个迷人的沙漠湖泊，湖水呈弱碱性，没有天然出口。这里的生态系统欣欣向荣，生活着数十亿只盐水虾和碱蝇。这些小生物是加利福尼亚海鸥和黑颈䴙䴘等各种候鸟必不可少的零食。太平洋航道是鸟类从阿拉斯加一直飞往巴塔哥尼亚(Patagonia，见译注2)的主要迁徙路线，而莫诺湖作为食物供应地，是航道上一个极为重要的中转站。

(译注1：

概况：

莫诺湖是加利福尼亚州莫诺县的一个咸水苏打湖，形成于至少76万年前，被认为是北美最古老的湖。它是内流盆地的末端湖。莫诺湖占据了莫诺盆地的一部分，莫诺盆地是一个没有出海口的内流盆地。因此，径流中溶解的盐分会留在湖中，并提高水的 pH 值和盐浓度。没有出口从而导致湖中积聚大量盐分，使湖水呈碱性。

该盆地是由过去500万年的地质作用形成，包括盆地和山脉地壳伸展以及相关的火山活动和内华达山脉底部的断层。从4.5到260万年前，火山喷发使大量的玄武岩熔岩在现在的牛道山(Cowtrack, 在莫诺盆地的东部和南部)周围，覆盖了大约780平方公里范围，最大厚度达到180米。火山活动也发生在莫诺盆地的西北部，形成包括极光火山口、美丽峰、雪松山和希克斯山。更新世莫诺湖的史前前身是拉塞尔湖。其湖岸线相当现在海拔2280米，比今天的湖泊要高出约330米。160万年前，拉塞尔湖向东北方向排入沃克河排水系统。76万年前当长谷破火山口喷发后，拉塞尔湖向东南排入阿多比湖，然后流入欧文斯河，最终进入死亡谷的曼利湖。

莫诺湖周边地区目前地质活动依旧活跃。火山活动与莫诺-因约火山口有关：最近的一次喷发发生在350年前，导致了 宝哈火山岛(Paoha岛)的形成。作为莫诺-因约火山口的一部分的帕努姆(Panum)火山口位于湖的南岸,是流纹岩圆顶和火山渣锥相结合的一个例子。

石灰华及其形成

有许多石灰华塔柱耸立在莫诺湖的湖面上。这些石灰华塔柱主要由碳酸钙矿物(如方解石 ,CaCO3)组成。这种类型的石灰岩被称为凝灰岩，在中低温下形成。莫诺湖是一个高碱性湖。莫诺湖的溶解无机碳含量非常高。通过钙离子（Ca2+）的供应，在水中沉淀出碳酸盐矿物。地下水通过小股泉水进入莫诺湖底部。这些地下水中高浓度的溶解钙离子会导致大量的方解石在泉水口周围沉淀。

凝灰岩最初形成于湖底，几十年甚至几个世纪的时间才形成石灰华。当湖水位下降时，石灰华升起于水面之上，成为今天看到的柱子。石灰华类型根据形态学分为三大类：石质石灰华 - 块状多孔，外观如岩石；树枝状石灰华 - 看起来类似于小灌木的分枝结构；薄石石灰华 - 几厘米的大而形状良好的大晶体。其中对薄石石灰华中的大薄石晶体（也称为钠砾石）的形成，人们提出了许多假设。认为薄石代表了一些未知原始晶体之后的方解石假晶型，只有在接近冰点的温度下才会结晶。因此相信薄石石灰华是莫诺湖过去气候的指标，反映了非常寒冷的温度。

湖沼学研究

湖沼学研究显示，莫诺湖含有大约2.8亿吨溶解盐，盐度根据湖中的水量而变化。1941年之前，平均盐度约为50克/升（译注：世界海洋盐度平均值为31.5克/升）。1982年，当湖水达到最低水位1942米时，盐度几乎翻了一番，达到99克/升。2002年测得的盐度为78克/升，预计在未来20年内，随着湖水的补充，盐度将稳定在平均69克/升。莫诺湖的深水和浅水通常每年至少有一次彻底混合，从而为深水区带来氧气和其他营养物质。当混合减少时，较深的层比靠近地表的水更咸，并且通常几乎不含氧气。因此，湖泊变绿并改变湖泊的生态。

湖水位历史

莫诺湖是一个封闭的湖泊，这是它的一个重要特点，意味着没有流出。只有当水蒸发或流失到地下水中时，水才能从湖中逸出。这可能会导致封闭的湖泊变得非常咸。通过碳和氧同位素重建的莫诺湖水位历史上揭示了与有据可查的气候变化的相关性。在不久的过去，地球经历了被称为冰河时代的冰川作用增加时期。冰河时代的这个地质时期被称为更新世，一直持续到约11 千年前。在更新世的寒冷气候期间，由于蒸发较少且降水较多，湖水位较高。更新世之后，由于气候变暖导致蒸发量增加和降水减少，湖泊水位通常较低。莫诺湖的湖水位可以揭示气候是如何波动的。自冰河时代结束以来，湖水位在全新世期间一直在波动，大约在公元前1820年达到最高点水位于海拔1980.8米。近代，1943年达到最低点海拔1940.9米，1980年则为1942.2米。

生态状况

莫诺湖是候鸟的重要休息和进食地，已被西半球滨鸟保护区网络认定为具有国际重要性的地点。 近2百万只水鸟，包括35 种滨鸟，至少在一年中的部分时间里都在莫诺湖休息和进食，其中包括美国鳄鱼、杀鹿和鹬。还有多至2百万只耳鸊鷉和鸊鷉在长途迁徙期间使用莫诺湖。每年夏末，数以万计的威尔逊氏鹦鹉和红颈鹦鹉从它们的筑巢地飞来，觅食，直到它们分别继续迁徙到南美洲或热带海洋。

除了候鸟外，一些物种还会花几个月的时间在莫诺湖筑巢。莫诺湖拥有加利福尼亚海鸥(加利福尼亚海鸥 ) 第二大筑巢地，仅次于犹他州的大盐湖。雪鸻每年春天也会抵达莫诺湖，在北岸和东岸筑巢。

该湖的高盐度和高碱度（pH=10）意味着湖中没有原生鱼类。湖泊的整个食物链基于湖泊光区中(即水体中接受阳光的上层)存在的大量单细胞浮游藻类。该湖以莫诺湖盐水虾 Artemia monica 而闻名，这是一种微小的盐水虾，比拇指大，是该湖特有的。这个沙漠湖拥有以盐水虾为基础的异常多产的生态系统，在温暖的夏季，估计有4-6万亿只盐水虾栖息在湖中。盐水虾对人类没有食用价值，但却是该地区鸟类的主食。盐水虾以微小的藻类为食。盐水虾在其水域中茁壮成长，为每年200万只以虾和碱蝇（Ephydra hians）为食的候鸟提供了重要的栖息地。

上世纪九十年代，当洛杉矶市从流入湖中的淡水溪流中引水时，降低了湖水位，从而危及候鸟。为此，成立了莫诺湖委员会并赢得了一场法律斗争，迫使洛杉矶市部分补充了湖水位。

译注2：巴塔哥尼亚是一个地理区域，包括南美洲的南端，由阿根廷和智利管辖。该地区包括安第斯山脉的南部，西部有湖泊、峡湾、温带雨林和冰川，东部有沙漠、高原和草原。巴塔哥尼亚西临太平洋，东临大西洋，以及连接它们的许多水体，例如麦哲伦海峡、比格尔海峡和南部的德雷克海峡。