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lago alpino

El lago Blanca, en Washington , EE. UU., se caracteriza por el color verdoso de sus aguas debido al polvo glacial . El glaciar Columbia, visible al fondo, es la principal fuente...

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El lago Blanca, en Washington , EE. UU., se caracteriza por el color verdoso de sus aguas debido al polvo glacial . El glaciar Columbia, visible al fondo, es la principal fuente de agua de este lago.

Un lago alpino es un lago de gran altitud en una zona montañosa , generalmente cerca o por encima del límite arbóreo , con largos periodos de cobertura de hielo . Estos lagos suelen ser lagos glaciares formados por la actividad glaciar (actual o pasada), pero también pueden formarse por procesos geológicos como la actividad volcánica ( lagos volcanogénicos ) o deslizamientos de tierra ( lagos de barrera ). Muchos lagos alpinos alimentados por agua de deshielo glaciar tienen el característico color verde turquesa brillante como resultado del polvo glaciar , minerales en suspensión derivados de la erosión glaciar en la roca madre . [ 1 ] Cuando los glaciares activos no suministran agua al lago, como ocurre con la mayoría de los lagos alpinos de las Montañas Rocosas en Estados Unidos , los lagos pueden seguir siendo de un azul brillante debido a la falta de crecimiento de algas resultante de las bajas temperaturas, la falta de escorrentía de nutrientes de las tierras circundantes y la falta de aporte de sedimentos. La coloración y la ubicación montañosa de los lagos alpinos atraen mucha actividad recreativa.

Lago Alpine, en las montañas Cerro Blanco, Colorado, 1874. Fotografías del Oeste americano, Biblioteca Pública de Boston.

Los lagos alpinos son algunos de los tipos de lagos más abundantes en la Tierra. Solo en los Alpes suizos , hay casi 1000 lagos alpinos, la mayoría de los cuales se formaron después de la Pequeña Edad de Hielo . [ 2 ] A medida que las temperaturas globales continúan aumentando, se formarán más lagos alpinos a medida que los glaciares retrocedan y proporcionen más escorrentía a las áreas circundantes, y los lagos existentes experimentarán más cambios biogeoquímicos y cambios en el ecosistema . El estado trófico de un lago alpino (es decir, el nivel de productividad biológica ) progresa con la edad (por ejemplo, baja productividad después de la formación y mayor productividad con la madurez de la vegetación y el suelo en la cuenca circundante), [ 3 ] pero los efectos antropogénicos como la agricultura y el cambio climático están afectando rápidamente los niveles de productividad en algunos lagos. [ 4 ] Estos lagos son ecosistemas sensibles y son particularmente vulnerables al cambio climático debido a los cambios muy pronunciados en la capa de hielo y nieve. [ 5 ] Debido a la importancia de los lagos alpinos como fuentes de agua dulce para uso agrícola y humano, se están estudiando exhaustivamente las respuestas físicas, químicas y biológicas al cambio climático.

Características físicas

Formación

Formación de un lago glaciar.

Comúnmente, los lagos alpinos se forman a partir de la actividad glaciar actual o pasada (llamados lagos glaciares ), pero también pueden formarse a partir de otros procesos geológicos como el represamiento de agua debido a flujos de lava volcánica o detritos, [ 6 ] [ 7 ] el colapso de cráteres volcánicos, [ 8 ] o deslizamientos de tierra . [ 9 ] Los lagos glaciares se forman cuando un glaciar erosiona y hunde el lecho rocoso a medida que se mueve ladera abajo, y cuando el glaciar retrocede, las depresiones se llenan con agua de deshielo y escorrentía glaciar. Estos lagos suelen ser bastante profundos por esta razón y algunos lagos que tienen varios cientos de metros de profundidad pueden ser causados ​​por un proceso llamado sobreprofundización . En los valles de montaña donde el movimiento glaciar ha formado depresiones circulares, pueden formarse lagos de circo (o tarns) cuando el agua queda represada. Cuando el represamiento ocurre debido a los detritos del movimiento glaciar, estos lagos se llaman lagos morrénicos . Estas represas de escombros pueden ser muy resistentes o pueden romperse, causando inundaciones extremas que representan peligros significativos para las comunidades en los Alpes, especialmente en el Himalaya . [ 1 ] Los lagos de caldera también se forman por el retroceso de los glaciares, pero se forman cuando una sección de hielo se desprende del glaciar en retroceso, causa una depresión y luego se derrite. Algunos lagos alpinos se encuentran en depresiones formadas por glaciares que existieron durante la última Edad de Hielo , pero que ya no están cerca de ningún glaciar y se alimentan de nieve, lluvia o agua subterránea.

El número de lagos glaciares alpinos ha aumentado drásticamente en los últimos años. Entre 1990 y 2018, el número de lagos glaciares aumentó un 53 % y la superficie total de lagos glaciares un 51 % debido al calentamiento global . [ 10 ] Los lagos alpinos adyacentes a los glaciares también pueden generar una retroalimentación positiva debido a la disminución del albedo del agua en relación con el hielo, lo que crea lagos más grandes y provoca un mayor deshielo glaciar. [ 10 ]

Un lago alpino de reciente formación (alrededor de 2015) en el extremo del glaciar Ice Worm en el monte Daniel en Washington, EE. UU., como resultado del retroceso del glaciar.

Los lagos glaciares alpinos se diferencian de otros lagos formados por glaciares en que se encuentran a mayor altitud y en terrenos montañosos, generalmente en o por encima del límite arbóreo. Por ejemplo, los Grandes Lagos de Estados Unidos y Canadá se formaron por el retroceso del manto de hielo Laurentino durante la última Edad de Hielo , que erosionó la superficie rocosa plana, pero no se encuentran en la zona alpina. [ 11 ] Por el contrario, el lago Louise, ubicado en las Montañas Rocosas, se formó a partir de detritos glaciares que represaron el agua de deshielo (es decir, un lago morrénico) del glaciar Victoria.

Estratificación

El lago Cadagno, en los Alpes suizos, es un lago alpino meromíctico natural debido al aporte de salinidad procedente de las aguas subterráneas.

El ciclo anual de estratificación y mezcla en los lagos juega un papel significativo en la determinación de la distribución vertical del calor, los químicos disueltos y las comunidades biológicas. [ 12 ] La mayoría de los lagos alpinos existen en climas templados o fríos característicos de su gran altitud, lo que lleva a un régimen de mezcla dimíctica . Los lagos dimícticos se mezclan completamente dos veces al año entre períodos de estratificación vertical en verano e invierno. [ 12 ] La estratificación de verano es causada por el calentamiento de las aguas superficiales, y la estratificación de invierno es causada por el enfriamiento de las aguas superficiales por debajo de la temperatura del agua dulce de máxima densidad (aproximadamente 4 °C (39 °F) ). [ 13 ] La capa de hielo estacional refuerza el ciclo de estratificación dimíctica de los lagos alpinos al aislar el lago del viento y el aire cálido en la primavera cuando la estratificación es generalmente más débil. [ 12 ] Algunos lagos alpinos poco profundos pueden mezclarse completamente varias veces al año a través de eventos episódicos de viento o entrada de aire frío y, por lo tanto, se consideran polimícticos fríos . [ 14 ] Existen varios lagos alpinos meromícticos (en los que una capa profunda del lago nunca se mezcla con el agua superficial). El lago Cadagno , situado en los Alpes suizos, es meromíctico debido a manantiales naturales que alimentan constantemente el fondo del lago con agua densa y salina. [ 15 ] Otros lagos alpinos, como el Traunsee en Austria, se han vuelto meromícticos debido a la salinización por actividades antropogénicas como la minería. [ 16 ]  

Estudios recientes sugieren que el cambio climático puede afectar los ciclos anuales de estratificación en los lagos alpinos. Las regiones de gran altitud están experimentando cambios en los patrones climáticos estacionales y un calentamiento más rápido que el promedio mundial. [ 17 ] La duración de la capa de hielo en los lagos alpinos es sensible a estos factores, y una menor duración de la capa de hielo puede cambiar el régimen de mezcla de los lagos de dimíctico a monomíctico (un período estratificado y uno completamente mezclado cada año). [ 18 ] Un cambio en el régimen de mezcla podría alterar fundamentalmente las condiciones químicas y biológicas, como la disponibilidad de nutrientes y el momento y la duración de la hipoxia en los lagos alpinos. [ 18 ] Además, el tamaño relativamente pequeño y la gran altitud de los lagos alpinos pueden hacerlos especialmente susceptibles a los cambios climáticos. [ 19 ]

Hidrología

La hidrología de la cuenca de un lago alpino juega un papel importante en la determinación de las características químicas y la disponibilidad de nutrientes. [ 20 ] [ 21 ] Las fuentes de entrada de agua a los lagos alpinos incluyen la precipitación, el deshielo de la nieve y los glaciares, y el agua subterránea. [ 22 ] [ 20 ] [ 21 ] La entrada de agua a los lagos alpinos a menudo tiene un gran ciclo estacional debido a que la precipitación cae en forma de nieve y el bajo deshielo de los glaciares sobre la cuenca en invierno contrasta con las lluvias y el aumento del deshielo de los glaciares en verano. [ 23 ] Los lagos alpinos a menudo se sitúan en regiones montañosas cerca o por encima del límite arbóreo, lo que da lugar a cuencas escarpadas con suelo subdesarrollado y vegetación escasa. [ 20 ] Una combinación de clima frío sobre las cuencas alpinas, sombra de la topografía escarpada y bajas concentraciones de nutrientes en la escorrentía hacen que los lagos alpinos sean predominantemente oligotróficos .

Las diferentes características de las cuencas hidrográficas crean una distinción entre lagos alpinos claros y lagos alpinos alimentados por glaciares (lagos con afluencia de glaciares en deshielo). [ 22 ] Los lagos alpinos claros tienen bajas concentraciones de sedimentos en suspensión y turbidez, lo que puede deberse a la falta de erosión en la cuenca. Los lagos alimentados por glaciares tienen concentraciones mucho mayores de sedimentos en suspensión y turbidez debido a la afluencia de harina glacial , lo que resulta en opacidad y un color azul brillante o marrón. [ 22 ] La turbidez de los lagos alpinos juega un papel importante en la determinación de la disponibilidad de luz para la productividad primaria y depende en gran medida de la cuenca hidrográfica única de cada lago. [ 24 ] [ 21 ]

Circulación

La circulación en los lagos alpinos puede ser causada por el viento, los aportes fluviales, las corrientes de densidad , la convección y las olas a escala de cuenca. La topografía escarpada característica de los lagos alpinos puede protegerlos parcialmente del viento generado por los patrones climáticos regionales. [ 25 ] Por lo tanto, los patrones de viento a menor escala generados por la topografía local, como la brisa de montaña diurna [ 26 ] y el viento catabático , [ 25 ] [ 27 ] pueden ser importantes para forzar la circulación en los lagos alpinos. Los patrones de viento que varían espacialmente en la extensión del lago pueden crear regiones de surgencia y hundimiento . [ 28 ] El aporte fluvial puede inducir la circulación en los lagos alpinos a través del momento transportado directamente al lago por ríos o arroyos y a través de corrientes de densidad. Si el agua que ingresa es más densa que el agua en la superficie del lago (debido a diferencias en la temperatura o la concentración de sedimentos), la flotabilidad impulsa el agua más pesada que ingresa por la pendiente del lecho del lago o hacia el interior del lago. Se han registrado flujos impulsados ​​por la densidad en lagos alpinos con velocidades que alcanzan casi 1  m/s. [ 29 ] El calentamiento y enfriamiento de los lagos alpinos puede hacer que las aguas superficiales se vuelvan más densas que el agua en el interior del lago. Esto da como resultado una columna de agua gravitacionalmente inestable, y el agua densa es arrastrada hacia abajo desde la superficie causando convección. [ 30 ] Esta circulación vertical es un medio eficiente para la mezcla en los lagos [ 30 ] y puede desempeñar un papel importante en la homogeneización de la columna de agua entre períodos de estratificación. [ 31 ] Las ondas a escala de cuenca, como las ondas internas y las seiches , también pueden impulsar la circulación en los lagos alpinos. Se han observado seiches internas en un lago alpino con velocidades asociadas del orden de unos pocos centímetros por segundo. [ 26 ]

Ecología

Estructura de la comunidad microbiana

Los lagos alpinos albergan una diversidad única de invertebrados altamente adaptados a las condiciones más frías y generalmente más severas de estos entornos en comparación con los lagos de menor altitud. Unas pocas especies dominantes se han adaptado a las condiciones oligotróficas y a la intensa radiación UV, con los quironómidos y oligoquetos que comprenden casi el 70% de la comunidad en dos lagos alpinos bien estudiados en el norte de Italia, [ 32 ] y también las dos especies más prominentes (66% y 28%, respectivamente) en 28 lagos alpinos en Austria. [ 33 ] Las poblaciones de fitoplancton están dominadas por especies nanoplanctónicas y móviles que incluyen crisofitas, dinoflagelados y criptofitas en la columna de agua, con contribuciones importantes a la fotosíntesis también provenientes de la comunidad de algas adheridas a los sustratos, epiliton y epipelon. [ 34 ] También se observan virus en lagos alpinos en abundancias de hasta 3 × 10 7 /mL, lo que se acerca al rango superior de las abundancias generales observadas de 10 5 a 10 8 /mL en sistemas acuáticos. [ 35 ]

Un estudio de 28 lagos alpinos encontró que con el aumento de la elevación, la abundancia de macroinvertebrados aumenta en lagos pequeños pero disminuye en lagos más grandes y la composición de la comunidad cambia con el aumento de la elevación, hacia un pequeño número de especies especializadas. [ 33 ] Se cree que el aumento de la abundancia en lagos más pequeños a medida que aumenta la elevación se debe a los regímenes de temperatura más extremos característicos de cuerpos de agua más pequeños, seleccionando un pequeño subconjunto de especies más robustas que terminan prosperando con una menor competencia general. [ 33 ] La altitud también puede afectar la composición de la comunidad debido al cambio en la disponibilidad de recursos alimenticios. Por ejemplo, a mayores altitudes, los lagos alpinos experimentan períodos libres de hielo más cortos, lo que impone un límite a la cantidad de producción primaria y el crecimiento posterior de alimento. En conclusión, tanto las características físicas del lago, incluyendo el tamaño y el sustrato, como los parámetros ambientales, incluyendo la temperatura y la cobertura de hielo, definen la composición y estructura de la comunidad, con un estudio que sugiere que la temperatura y la altitud son los principales impulsores, [ 36 ] y otro que presenta evidencia en cambio de que la heterogeneidad en la morfometría del lago y el sustrato son los principales impulsores. [ 37 ] Se encontró que este último, en particular un aumento en el sustrato rocoso, impactaba negativamente la abundancia y la riqueza de especies . [ 33 ] Es probable que todos estos parámetros ambientales se vean afectados por el cambio climático, con efectos en cascada sobre las comunidades microbianas e invertebradas de los lagos alpinos.

Estructura de la comunidad de vertebrados

La comunidad de vertebrados de los lagos alpinos es mucho más limitada que la de invertebrados, ya que las duras condiciones tienen un mayor impacto en los organismos, pero puede incluir peces, anfibios, reptiles y aves. A pesar de esto, muchos lagos alpinos aún pueden albergar diversas especies en estas altas altitudes. Estos organismos han llegado de varias maneras: introducciones humanas, introducciones ecológicas, y algunos son endémicos de sus respectivos lagos. La rana acuática del Titicaca, en el lago Titicaca en los Andes, es una especie endémica, mientras que otras fueron introducidas. [ 38 ]

El lago Titicaca alberga una gran variedad de vertebrados, incluyendo la rana acuática del Titicaca ( Telmatobious culeus) y el zampullín del Titicaca ( Rollandia microptera ), especie en peligro de extinción que solo se encuentra en la cuenca del Titicaca. [ 38 ] [ 39 ] La cuenca también alberga diversas especies de aves y se considera un Sitio Ramsar debido a su importancia ecológica. Entre las especies de aves acuáticas se incluyen el flamenco chileno , el chorlito patigualdo mayor , la garceta nívea , la focha andina , la gaviota andina y el avefría andina . [ 39 ]

Otro importante lago alpino, el lago Crater, ubicado en Oregón, alberga varias especies de peces introducidas, anfibios y reptiles nativos. Entre los anfibios y reptiles que se pueden encontrar en el lago Crater se encuentran el tritón mazama , la salamandra del noroeste , la rana estriada del noroeste , el sapo del noroeste, la rana de cascada, la rana arborícola del Pacífico , el lagarto de montaña del norte , el sapo cornudo pigmeo , el lagarto caimán del norte y la culebra de liga del noroeste . [ 40 ]

Especies introducidas

Algunos lagos alpinos no albergan especies de vertebrados autóctonas, sino que han desarrollado sus comunidades de vertebrados mediante especies introducidas . Es común que los humanos introduzcan peces en los lagos para la pesca recreativa y competitiva.

El lago Crater no albergaba ninguna especie de vertebrado antes de una repoblación realizada entre 1884 y 1941 con 1,8 millones de salmónidos, principalmente trucha arcoíris ( Oncorhynchus mykiss ) y salmón kokanee ( O. nerka ). [ 41 ] Otras especies introducidas incluyeron trucha marrón ( Salmo trutta ), salmón coho ( O. kisutch ), trucha degollada ( O. clarkii ) y salmón steelhead ( O. mykiss ). Los peces introducidos impactan las comunidades limnéticas y bentónicas, ya que son la presa principal de los peces no nativos. Las salamandras y los tritones encontrados en el lago Crater también sufrieron la invasión de sus hábitats nativos y sus poblaciones se redujeron o desaparecieron. Estos anfibios también se encontraron en el contenido estomacal de los peces introducidos en el lago Crater, lo que ha reducido aún más sus poblaciones. [ 41 ]

El lago Tahoe , ubicado entre California y Nevada, también cuenta con varias especies de peces introducidas que se establecieron en su cuenca debido a la pesca recreativa, incluyendo la trucha de lago ( Salvelinus namaycush ), la trucha arcoíris, la trucha marrón, la mojarra ( Lepomis macrochirus ), la carpa ( Cyprinus caprio ) y otras. [ 42 ] La trucha de lago, junto con un camarón de agua dulce introducido, Mysis relicta , han cambiado drásticamente la red trófica en el lago Tahoe. El cercano lago Cascade en California, que a menudo se estudia en conjunto con el lago Tahoe, no tiene ninguna especie introducida debido al acceso público altamente restringido. [ 42 ] También se introdujeron peces en el lago Titicaca después de la aniquilación de una población de peces nativos tras una competencia de pesca. [ 38 ]

Algunos estudios han señalado que la pesca recreativa de especies introducidas en lagos alpinos puede tener efectos negativos en el ecosistema en general. La introducción de especies no nativas, especialmente en lagos sin peces, también puede transportar patógenos y bacterias, afectando negativamente a la comunidad de invertebrados ya presente. Estudios realizados en dos lagos alpinos italianos sin peces, el lago Dimon y el lago Balma, revelaron que los peces introducidos trajeron nuevos virus y bacterias perjudiciales para los anfibios nativos del agua. Los estudios también demostraron que la única solución al problema es erradicar por completo las especies de peces no nativas de los lagos por cualquier medio posible. Esto incluye el uso de redes de enmalle, la pesca eléctrica y la continuación de la pesca recreativa agresiva. [ 43 ]

Impactos del cambio climático

Los invertebrados de los lagos alpinos son posiblemente una de las comunidades de invertebrados más vulnerables al aumento de las temperaturas asociadas con el cambio climático inducido por el hombre, debido al aumento esperado en los períodos libres de hielo [ 33 ] y al impacto relativamente pequeño de la cobertura terrestre modificada por el hombre que otros sistemas terrestres-acuáticos similares ya han estado sujetos. [ 37 ] Las especies frío - estenotérmicas adaptadas de manera única para sobrevivir solo en un pequeño rango de temperaturas frías, y las especies de reproducción sexual más grandes que se reproducen más lentamente que las especies asexuales más pequeñas bajo perturbaciones, podrían verse afectadas negativamente. [ 37 ] Se presume que el derretimiento de los glaciares aumenta el tamaño de los lagos alpinos que se alimentan de glaciares, impactando el efecto del tamaño de la evidencia en la composición de la comunidad. [ 33 ] Además, la estructura del hábitat podría cambiar en respuesta a un aumento en la erosión por el deshielo del permafrost, y por último, un aumento en la frecuencia y magnitud de eventos climáticos extremos aumentaría la turbidez de la columna de agua, [ 21 ] [ 33 ] que es bien sabido que impacta los procesos de fotosíntesis y respiración al aumentar la atenuación de la luz y disminuir el tamaño de la zona fótica . Los ecosistemas de lagos alpinos están experimentando tasas de cambio sin precedentes en la composición de la comunidad en relación con los recientes aumentos de temperatura y carga de nutrientes. [ 44 ] El monitoreo constante puede ayudar a identificar, cuantificar y caracterizar este impacto ecológico.

Una de estas técnicas de monitoreo emplea macroinvertebrados como bioindicadores principalmente para analizar la acumulación de oligoelementos asociados con la contaminación [ 32 ] y, más generalmente, para rastrear cambios en las comunidades biológicas debido al cambio climático. [ 37 ] [ 44 ] Los oligoelementos pueden ocurrir de forma natural, pero la industrialización, incluido el consumo de combustibles fósiles, ha acelerado su tasa de acumulación en los ambientes de lagos alpinos. [ 32 ] Aunque esenciales para la vida en bajas concentraciones, algunos oligoelementos comienzan a funcionar como contaminantes con la sobreacumulación. Después de ser liberados a la atmósfera, los oligoelementos pueden volverse solubles a través de procesos biogeoquímicos y terminar en sedimentos y luego movilizarse a través de la meteorización y la escorrentía para ingresar a los ecosistemas de lagos alpinos. Los macroinvertebrados bentónicos, a menudo en la base de las redes tróficas, son los principales acumuladores de oligoelementos, que luego se transfieren a lo largo de la cadena alimentaria a peces o aves a través de la depredación. El estudio pionero que utilizó quironómidos como bioindicadores debido a su abundancia en lagos alpinos y variedad de hábitos alimenticios (recolectores, trituradores y depredadores) encontró que la mayoría de las concentraciones de oligoelementos están dentro de los límites de los objetivos de calidad de sedimentos, con la excepción del plomo en ambos lagos estudiados y el zinc en uno, y también concluyó que las concentraciones de oligoelementos reflejaban los niveles relativos de contaminación que afectaban a cada lago alpino en la región de estudio del norte de Italia. [ 32 ] Otro estudio, al evaluar la composición a lo largo del tiempo de bioindicadores seleccionados y encontrar evidencia de degradación de la calidad del agua, concluyó que el ecosistema del lago había salido de un "estado operativo seguro". [ 44 ]

Alcalinidad y pH

La alcalinidad se puede definir como la capacidad de neutralización de ácidos de un cuerpo de agua. [ 45 ] La alcalinidad en aguas naturales se debe en gran medida al bicarbonato , la base conjugada fuerte del ácido carbónico débil, que es producto de la meteorización de las rocas. El bicarbonato tiene la capacidad de actuar como ácido o como base en el agua, lo que lo convierte en un amortiguador para resistir cambios debido a aportes ácidos o básicos a un cuerpo de agua. La alcalinidad se mide en la unidad μeq L −1 que se determina por la concentración de un ion por litro de agua multiplicada por la carga del ion o por titulación .

Los lagos alpinos han sido bien estudiados en relación con la acidificación desde la década de 1980, principalmente debido a los patrones estacionales de alcalinidad y cambios de pH que exhiben naturalmente debido a la precipitación y el deshielo. [ 46 ] Estos lagos experimentan una alcalinidad estacionalmente baja (y por lo tanto un pH bajo), lo que los hace altamente susceptibles a la precipitación ácida como resultado de contaminantes atmosféricos . [ 47 ] La química del agua de los lagos alpinos está dominada por la deposición atmosférica (transporte de partículas entre la atmósfera) y los procesos de captación (drenaje de la precipitación). [ 48 ] Los patrones climáticos de los lagos alpinos incluyen largos períodos de deshielo que tienen un contacto prolongado con el suelo y la roca, lo que resulta en un aumento de la alcalinidad. La meteorización de rocas que son calcáreas o a base de carbonato ( piedra caliza ) son los principales contribuyentes de alcalinidad a los lagos alpinos [ 47 ] mientras que los lagos alpinos en regiones de granito y otras rocas ígneas tienen una alcalinidad más baja debido a la cinética más lenta de la meteorización. [ 45 ] Una alcalinidad menor indica una menor capacidad para amortiguar el agua frente a aportes ácidos o básicos, por lo que los lagos alpinos con baja alcalinidad son susceptibles a los contaminantes ácidos de la atmósfera. Generalmente se acepta que los lagos alpinos con una alcalinidad inferior a 200 unidades μeq L −1 son susceptibles a la acidificación. [ 49 ]

Alpes europeos

Los Alpes son la cadena montañosa más grande de Europa y albergan algunos de los lagos más conocidos. [ 50 ] El lecho rocoso en los Alpes varía mucho y puede estar compuesto de granito, cuarzo, pizarra, dolomita, mármol, piedra caliza y mucho más. [ 51 ] Esta diversa estructura geológica juega un papel en la diversa alcalinidad de cada lago alpino. Un estudio de 73 lagos alpinos en los Alpes orientales determinó que el 85% de los lagos tenían valores de alcalinidad bajos (< 200 μeq L −1 ) con solo dos lagos con una alcalinidad superior a 500 μeq L −1 . [ 51 ] Este estudio también determinó el pH y encontró un rango de 7,93–4,80 con el 21% de los lagos con un pH inferior a 6,00. [ 51 ] También se encontró que el pH en esta región era independiente de la altitud.

Se realizó un análisis similar en 207 lagos, resultando en un rango de alcalinidad de -23 a 1372 μeq L −1 y un promedio de 145 μeq L −1 . [ 52 ] También se determinó el pH para estos lagos, que osciló entre 4,6 y 9,2. [ 52 ] Los lagos alpinos con un pH menor a 6,0 habían mostrado efectos ácidos en los microorganismos y un pH menor a 5,3 se caracterizó como haber alcanzado una acidificación severa. [ 52 ] Este análisis se repitió en 107 lagos alpinos en los Alpes centrales con lecho rocoso de rocas silícicas y ultrabásicas. Estos lagos tuvieron un rango de alcalinidad de 155 a -23 microequivalentes por litro, lo que sugiere cuán sensibles podrían ser los lagos alpinos con lecho rocoso similar a la lluvia ácida.

Cordillera de las Cascadas

Lago alpino en la zona silvestre de Goat Rocks
Alcalinidad total de las aguas superficiales en los Estados Unidos. La región de las Cascadas es la zona montañosa que abarca Washington, Oregón y el norte de California.

La Cordillera de las Cascadas se extiende desde el norte de California a través de Oregón y Washington. Esta región está compuesta de rocas sedimentarias y volcánicas , tiene fuertes precipitaciones estacionales y bosques de coníferas. [ 45 ] El Área Silvestre de los Lagos Alpinos en las Cascadas de Washington tiene más de 700 lagos. [ 53 ] La alcalinidad de los lagos en la región de las Cascadas varía desde hasta 400 μeq L-1 hasta tan solo 57 μeq L −1 , [ 45 ] [ 53 ] todos los cuales se consideran de baja alcalinidad, lo que sugiere que podrían ser susceptibles a la acidificación. [ 53 ] El pH de estos lagos osciló entre 7,83 y 5,62, y en esta región un lago acidificado se considera aquel con un pH inferior a 4,7. [ 53 ] La Cordillera de las Cascadas se evaluó además por subregiones, ya que los entornos varían mucho. Se observó una alcalinidad menor, de 50 a 100 μeq L⁻¹ , en regiones con poco suelo y rocas graníticas , como Glacier Peak Wilderness y el Monte Rainier. [ 45 ] Se observó una alcalinidad mayor, de 200 a 400 μeq L⁻¹ , en regiones compuestas de basalto y andesita, como las Cascadas Occidentales. [ 45 ]

Datos paleoclimatológicos

Ejemplo de estratificación en un núcleo de sedimento.

Los paleoproxies son fuentes químicas o biológicas que sirven como datos indicadores de algún aspecto del clima y pueden ayudar a reconstruir los climas regionales del pasado y el futuro de los entornos alpinos. Los lagos alpinos son reservorios únicos de datos paleoclimáticos, especialmente para comprender el clima del Cuaternario tardío , ya que recogen y almacenan datos geomorfológicos y ecológicos en sus sedimentos . [ 54 ] Estos registros del pasado permiten comprender mejor cómo han respondido los lagos alpinos a la variabilidad climática. Por lo tanto, al comprender estos mecanismos del pasado, se pueden hacer mejores predicciones sobre la respuesta futura de los ecosistemas alpinos al cambio climático actual.

La fracción de fósforo mineral (P) con respecto al fósforo orgánico en los sedimentos lacustres puede utilizarse para determinar si los depósitos sedimentarios provienen de glaciares (mayor proporción de P mineral a orgánico) o de laderas de detritos (menor proporción de P mineral a orgánico). Por lo tanto, el contenido de P en los sedimentos puede proporcionar información sobre la actividad glaciar y, por ende, sobre el clima en el momento de su deposición. Por ejemplo, un lago alpino en las Montañas Costeras de la Columbia Británica reveló condiciones más frías y húmedas debido a la tendencia creciente de sedimentos ricos en minerales (de origen glaciar) con P, lo que concuerda con otros hallazgos de enfriamiento durante el Holoceno . [ 55 ]

Las propiedades magnéticas de los sedimentos en lagos alpinos también pueden ayudar a inferir la actividad glacial con alta resolución. [ 56 ] Cuando las propiedades magnéticas de los sedimentos del lago coinciden con las del lecho rocoso, se puede deducir que hubo mayor movimiento glaciar, es decir, temperaturas más frías. Además de que los sedimentos son "detríticos" (meteorización del lecho rocoso), los sedimentos son de grano más grueso, lo que indica una alta actividad glacial asociada con el Pleistoceno .

Los conjuntos de diatomeas revelan cambios en las condiciones bentónicas y la alcalinidad que ayudan a inferir cambios en la temperatura y las concentraciones de dióxido de carbono a lo largo del tiempo. [ 57 ] Durante los períodos de temperaturas más cálidas, las temporadas de crecimiento más largas llevaron a un mayor crecimiento de plantas bentónicas, lo que se revela por una mayor cantidad de especies de diatomeas perifíticas (que crecen en el sustrato). Después del inicio de la Revolución Industrial , los conjuntos de diatomeas revelaron condiciones más ácidas que están asociadas con concentraciones más altas de dióxido de carbono. Además de que los propios lagos alpinos sirven como fuente de observaciones paleoclimáticas, la zona alpina circundante también aporta muchos indicadores útiles como la dinámica de los anillos de los árboles y las características geomorfológicas.

Referencias

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