Lago mono

Mono Lake (MOH-noh) es un lago de soda salina en el condado de Mono, California, formado hace al menos 760 000 años como un lago terminal en una cuenca endorreica. La falta de una salida hace que se acumulen altos niveles de sales en el lago que hacen que su agua sea alcalina.

El lago del desierto tiene un ecosistema inusualmente productivo basado en camarones de salmuera, que prosperan en sus aguas, y proporciona un hábitat crítico para dos millones de aves migratorias anuales que se alimentan de camarones y moscas alcalinas (Ephydra hians). Históricamente, el pueblo nativo Kutzadika'a comía las moscas alcalinas' pupas, que viven en las aguas poco profundas alrededor del borde del lago. Cuando la ciudad de Los Ángeles desvió el agua de los arroyos de agua dulce que desembocan en el lago, bajó el nivel del lago, lo que puso en peligro a las aves migratorias. El Comité del Lago Mono se formó en respuesta y ganó una batalla legal que obligó a Los Ángeles a reponer parcialmente el nivel del lago.

Geología

El lago Mono ocupa parte de la cuenca Mono, una cuenca endorreica que no tiene salida al océano. Las sales disueltas en la escorrentía permanecen en el lago y elevan los niveles de pH del agua y la concentración de sal. Los afluentes del lago Mono incluyen Lee Vining Creek, Rush Creek y Mill Creek, que fluye a través de Lundy Canyon.

La cuenca se formó por fuerzas geológicas durante los últimos cinco millones de años: el estiramiento de la corteza de la cuenca y la cordillera y el vulcanismo asociado y las fallas en la base de Sierra Nevada. Hace cinco millones de años, Sierra Nevada era un conjunto erosionado de colinas onduladas y Mono Basin y Owens Valley aún no existían.

Mapa del área del lago Mono mostrando características geológicas

Mapa que muestra el sistema de una vez interconectado Lagos de Pleistoceno

Mapa de Alivio de Mono Lake y alrededores

Imagen de Landsat de Mono Lake

Desde hace 4,5 a 2,6 millones de años, se extruyeron grandes volúmenes de basalto alrededor de lo que ahora es Cowtrack Mountain (este y sur de Mono Basin); eventualmente cubriendo 300 millas cuadradas (780 km²) y alcanzando un espesor máximo de 600 pies (180 m). El vulcanismo posterior en el área ocurrió hace 3,8 millones a 250.000 años. Esta actividad tuvo lugar al noroeste de Mono Basin e incluyó la formación del cráter Aurora, Beauty Peak, Cedar Hill (más tarde una isla en las zonas más altas del lago Mono) y Mount Hicks.

Se cree que el lago Mono se formó hace al menos 760 000 años, y se remonta a la erupción de Long Valley. Los sedimentos ubicados debajo de la capa de ceniza sugieren que Mono Lake podría ser un remanente de un lago más grande y antiguo que una vez cubrió gran parte de Nevada y Utah, lo que lo ubicaría entre los lagos más antiguos de América del Norte. En su apogeo durante la edad de hielo más reciente, el lago habría tenido unos 900 pies (270 m) de profundidad. Se pueden ver antiguas líneas costeras prominentes, llamadas líneas de playa por los geólogos, al oeste del lago.

El lago Mono se encuentra en un área geológicamente activa en el extremo norte de la cadena volcánica de los cráteres Mono-Inyo y está cerca de Long Valley Caldera. La actividad volcánica continúa en las cercanías del lago Mono: la erupción más reciente ocurrió hace 350 años, lo que resultó en la formación de la isla Paoha. El cráter Panum (en la orilla sur del lago) es un ejemplo de un domo de riolita y un cono de ceniza combinados.

Torres de toba

Muchas columnas de piedra caliza se elevan sobre la superficie del lago Mono. Estas torres de piedra caliza se componen principalmente de minerales de carbonato de calcio como la calcita (CaCO₃). Este tipo de piedra caliza se conoce como toba, que es un término que se usa para la piedra caliza que se forma en temperaturas bajas a moderadas.

Formación de torre de toba

El lago Mono es un lago altamente alcalino o lago de soda. La alcalinidad es una medida de cuántas bases hay en una solución y qué tan bien la solución puede neutralizar los ácidos. El carbonato (CO₃^2-) y el bicarbonato (HCO₃⁻) son bases. Por lo tanto, Mono Lake tiene un contenido muy alto de carbono inorgánico disuelto. A través del suministro de iones de calcio (Ca²⁺), el agua precipitará minerales carbonatados como la calcita (CaCO₃). Las aguas subterráneas ingresan al fondo del lago Mono a través de pequeños manantiales. Las altas concentraciones de iones de calcio disueltos en estas aguas subterráneas hacen que grandes cantidades de calcita se precipiten alrededor de los orificios de los manantiales. La toba se formó originalmente en el fondo del lago. Se necesitaron muchas décadas o incluso siglos para formar las bien reconocidas torres de toba. Cuando los niveles del lago cayeron, las torres de toba se elevaron por encima de la superficie del agua y se erigieron como los majestuosos pilares que se ven hoy (consulte Historia del nivel del lago para obtener más información).

Morfología de la toba

Estos son bosquejos originales del delgado hecho por Edward S. Dana de su libro de 1884: Cristalografía Estudio del Thinolite del Lago Lahontan.

La descripción de la toba del lago Mono se remonta a la década de 1880, cuando Edward S. Dana e Israel C. Russell realizaron las primeras descripciones sistemáticas de la toba del lago Mono. La toba ocurre como "moderno" torres de toba. Sin embargo, hay secciones de toba de antiguas costas, cuando los niveles del lago eran más altos. Los investigadores todavía se refieren a estos trabajos pioneros en la morfología de la toba y fueron confirmados por James R. Dunn en 1953. Los tipos de toba se pueden dividir aproximadamente en tres categorías principales según la morfología:

• Lithoid tufa - masivo y poroso con una apariencia rock-like
• Tufa denegada - estructuras ramificadoras que parecen similares a pequeños arbustos
• Tufa tinolítica - grandes cristales bien formados de varios centímetros

Estos tipos de toba varían indistintamente tanto entre torres de toba individuales como dentro de torres de toba individuales. Puede haber múltiples transiciones entre morfologías de toba dentro de una sola torre de toba.

A lo largo del tiempo, se desarrollaron muchas hipótesis con respecto a la formación de los grandes cristales de thinolita (también conocidos como glendonita) en la toba thinolítica. Estaba relativamente claro que las thinolitas representaban un pseudomorfo de calcita a partir de algún cristal original desconocido. Sin embargo, el cristal original solo se determinó cuando se descubrió el mineral ikaita en 1963. La ikaita, o CaCO₃ hexahidratado, es metaestable y solo cristaliza a temperaturas cercanas al punto de congelación. También se cree que los inhibidores de la cristalización de la calcita, como el fosfato, el magnesio y el carbono orgánico, pueden ayudar en la estabilización de la ikaita. Cuando se calienta, la ikaita se descompone y se reemplaza por cristales más pequeños de calcita. En el fiordo Ikka de Groenlandia, también se observó que la ikaite crecía en columnas similares a las torres de toba del lago Mono. Esto ha llevado a los científicos a creer que la toba thinolítica es un indicador de climas pasados en Mono Lake porque reflejan temperaturas muy frías.

Química de la toba

Rusell (1883) estudió la composición química de los diferentes tipos de toba en el lago Lahontan, un gran sistema pleistoceno de múltiples lagos en California, Nevada y Oregón. Como era de esperar, se encontró que las tobas consistían principalmente en CaO y CO2. Sin embargo, también contienen componentes menores de MgO (~2% en peso), óxidos de Fe/Al (0,25-1,29% en peso) y PO5 (0,3% en peso).

Isótopos de carbono y oxígeno

La línea roja representa la δ¹⁸O de una mezcla de agua entre el agua del lago y el agua dulce del río que depende de la fracción de agua del lago a agua dulce fluvial.

Las composiciones isotópicas de carbono y oxígeno de las tobas del lago Mono tienen el potencial de revelar muchas cosas interesantes sobre cómo se mezclan los cuerpos de agua en el lago Mono, cómo cambió el clima a lo largo del tiempo en la cuenca del Mono y cómo la biología puede o no desempeñar un papel. en formación de toba. Se han dado pasos para comprender las composiciones isotópicas de los "modernos" Composición isotópica de toba y agua en el lago Mono.

El agua del lago Mono DIC tiene una composición δ¹³C de 2 ‰ (en relación con PDB) y una δ¹⁸O de -0,1 ‰ (en relación con SMOW). Los ríos circundantes que desembocan en el lago Mono tienen un δ¹⁸O de -14 a -17,5 ‰ y contienen DIC con una composición de δ¹³C de -14 ‰. Observamos que las composiciones de δ¹³C y δ¹⁸O de Mono Lake están enriquecidas en comparación con el agua circundante. Una explicación para el enriquecimiento de δ¹⁸O en el agua del lago Mono es la evaporación. El isótopo más ligero (¹⁶O) se evaporará preferentemente, dejando atrás una mayor cantidad del isótopo más pesado (¹⁸O).

También es importante tener en cuenta que la toba se forma a partir de una mezcla entre el agua del lago y las aguas subterráneas. Debido a que los arroyos que rodean el lago Mono se agotan en δ¹⁸O en comparación con el agua del lago, la combinación de las dos fuentes dará como resultado una mezcla de agua que se agota más que el agua del lago. La figura anterior muestra cómo cambia el δ¹⁸O de una mezcla de agua con la fracción del componente del agua del lago. A medida que disminuye la fracción de agua del lago, disminuye el δ¹⁸O. La concentración total de CO2 (ΣCO₂) es mucho mayor en el lago que en los arroyos circundantes. Por lo tanto, este efecto de dilución isotópica es menos significativo para δ¹³C, y las mezclas de agua deben estar compuestas predominantemente por δ¹³C con firmas de agua de lago. En teoría, la toba del lago Mono debería tener una composición de δ¹³C que refleje la composición DIC del agua del lago Mono, y una composición de δ¹⁸O que refleje una mezcla entre el lago Mono y la ribera circundante. agua. Esto es solo si asumimos que las aguas del subsuelo tienen composiciones similares al agua fluvial.

También existe un fraccionamiento dependiente de la temperatura entre el agua del lago Mono y los carbonatos precipitados. La composición de isótopos agrupados (Δ47, que representa la cantidad de ¹³C¹⁸O¹⁶O en el carbonato) de la toba Mono Lake es 0,734-0,735 ‰. La temperatura y δ¹⁸O del agua correspondiente a partir de la cual se formó la toba se pueden calcular utilizando estos valores de Δ47 A partir de estos valores, se calcula que la toba del lago Mono se formó a una temperatura de ~15 °C en agua. Para δ¹⁸O, el fraccionamiento calcita-H₂O viene dado por:

ε=18.03(1000/T)-32.42 ~ -30‰ (SMOW)

Para δ13C, el fraccionamiento calcita-DIC viene dado aproximadamente por:

ε ~ 1-2 ‰ (PDB) a 25 °C

El fraccionamiento calcita-aragonito viene dado aproximadamente por:

ε ~ 2,7 ‰ (PDB) a 25 °C

Sin embargo, estos efectos de fraccionamiento no tienen en cuenta la dependencia de la salinidad.

Los valores de δ¹⁸O de las tobas modernas son 28–32,5‰, lo que refleja una composición de mezcla de agua correspondiente de -2‰ a 2‰. Este rango es similar a la composición de una mezcla entre el lago Mono y las aguas fluviales. Sin embargo, esta mezcla parece estar dominada en gran medida por el agua del lago Mono. La toba monolacustre tiene valores de δ¹³C que oscilan entre 5 y 8 para la toba de composición aragonítica y entre 7 y 9‰ para la toba de composición calcítica. Estas tobas están un poco enriquecidas en comparación con el DIC de agua de lago moderno. Como se indicó anteriormente, el fraccionamiento de calcita/aragonito-DIC solo puede explicar un enriquecimiento de 1-3 ‰ en comparación con el agua del lago, es decir, una composición de toba de 3-5 ‰. La razón de este pequeño enriquecimiento de la toba con δ¹³C aún no está clara y requiere estudios de seguimiento. Podría estar relacionado con los cambios en la composición del DIC del lago Mono, el agua fluvial y las composiciones del agua subterránea en el pasado inmediato, lo que a su vez podría estar relacionado con el clima o la productividad biológica en el lago. Sin embargo, también podría estar relacionado con el hecho de que no se comprende bien la composición isotópica de las aguas subterráneas que desembocan en el lago Mono. Estas aguas subterráneas pueden tener una composición muy diferente en comparación con las aguas del lago Mono y las aguas superficiales de los ríos. Además, la cristalización secundaria (por ejemplo, la formación de calcita a partir de aragonito) o los efectos diagenéticos meteóricos también podrían tener cierto control sobre la composición isotópica. Por último, es posible que los científicos tengan que revisar la dependencia de la salinidad del fraccionamiento de calcita/aragonito-DIC para comprender si este fraccionamiento de 1-3 ‰ puede ser realmente mayor en un lago con condiciones similares a las del lago Mono.

Historia del nivel del lago

En un sistema de lago cerrado como el lago Mono, evaporación acoplada y CO₂- Los avances en el desgaste causarán el agua del lago δ¹⁸O y δ¹³C (isótopos de carbono y oxígeno) para aumentar. Durante puestos bajos estables o puestos altos, no hay correlación entre δ¹³C y δ¹⁸O. Importantemente, una transformación a un sistema de lago abierto también puede causar δ¹³C y δ¹⁸Para ser incorrelacionado. Después del aumento de precipitación y escorrentía superficial, la δ¹⁸O y δ¹³C disminuirá.

Una característica importante de Mono Lake es que es un lago cerrado, lo que significa que no tiene salida. El agua solo puede escapar del lago si se evapora o se pierde en las aguas subterráneas. Esto puede hacer que los lagos cerrados se vuelvan muy salinos. El nivel del lago de los lagos cerrados dependerá en gran medida de los cambios en el clima. Por lo tanto, estudiar los niveles de los lagos puede revelar información sobre el cambio climático en el pasado y el presente. Los geoquímicos han observado que los carbonatos de lagos cerrados parecen tener δ¹³C y δ¹⁸O (isótopos de carbono y oxígeno) con tendencias covariantes. Se ha propuesto que esta covariación ocurre debido a la evaporación acoplada y la desgasificación de CO₂. Los isótopos más ligeros, ¹²C y ¹⁶O, pasarán preferentemente a la fase gaseosa con una mayor evaporación. Como resultado, δ¹³C y δ¹⁸O en el lago restante se vuelven cada vez más pesados. Otros factores como la biología, las propiedades atmosféricas y las composiciones y el flujo del agua dulce también pueden influir en la δ¹³C y la δ¹⁸O en los lagos. Estos factores deben ser estables para lograr una tendencia covariante δ¹³C y δ¹⁸O. Como tal, las correlaciones entre δ¹⁸O y δ¹³C se pueden utilizar para inferir la evolución de la estabilidad del lago y las características hidrológicas a lo largo del tiempo. Es importante tener en cuenta que esta correlación no está directamente relacionada con el nivel del lago en sí, sino con la tasa de cambio en el nivel del lago. Tres estudios diferentes con tres métodos diferentes brindan diferentes resoluciones para comprender la historia del nivel del lago Mono Lake (lea a continuación).

Récord de 150 años

La covariación entre δ¹⁸O en el agua del lago y el nivel del lago en Mono Lake se ha registrado durante un intervalo de tiempo de 150 años en Mono Lake. El registro de δ¹⁸O se comparó con los niveles históricos del lago registrados por el USGS. Se observó que el nivel del lago y el registro de δ¹⁸O tenían una fuerte correlación con compensaciones menores. Los cambios en δ¹⁸O del agua del lago se correlacionaron inversamente con el nivel del lago. Esto reveló seis etapas en el nivel del lago en los últimos 150 años: niveles altos en 1845, 1880 y 1915, así como niveles bajos en 1860, 1900 y 1933. El registro de δ¹⁸O se comparó bien con la precipitación registrada y el caudal de la ciudad de Nevada en California. Las disminuciones en δ¹⁸O se correlacionaron bien con los aumentos en la precipitación, así como con los aumentos en el caudal y viceversa.

Récord de 10.000 años

Un núcleo de sedimento del lago Mono revela un registro de carbonatos de 10 000 años (fechado a través de lechos de ceniza). Aquí, δ¹⁸O y δ¹³C covarían cuando se observaron durante largos intervalos de tiempo de >5000 años, mientras que la correlación no estuvo presente durante escalas de tiempo más cortas. Se encontró que el registro reveló 5 períodos de distintas condiciones del lago:

9,7 - 8,7 ka: Nivel del lago en aumento. La disminución de δ¹⁸O y δ¹³C reflejaron un aumento del nivel del lago. De hecho, el nivel del lago alcanzó el Holoceno High Stand. Este alto nivel correspondió a un período de máxima humedad efectiva en la Gran Cuenca.

8.7 - 6.5 ka: Disminución del nivel del lago. Un aumento repentino en δ¹⁸O y δ¹³C sugirió que los niveles del lago cayeron. A continuación, la débil correlación entre δ¹⁸O y δ¹³C sugirió que los niveles del lago se estabilizaron.

6,5 - 5,9 ka: Nivel del lago en aumento. Un aumento en δ¹⁸O y δ¹³C se correlaciona con una disminución en el nivel del lago. La caída del nivel del lago continuó hasta el Holoceno Low Stand en 5,9 ka, que correspondía a un período de humedad mínima efectiva en la Gran Cuenca.

2 - 0,6 ka: Discordancia. La brecha entre 6 y 2 ka podría atribuirse a las condiciones del lago poco profundo. Además, los tipos de sedimentos observados en el núcleo entre 2 y 0,6 ka reflejaron en gran medida las condiciones de aguas poco profundas. Durante el Período Cálido Medieval, que ocurrió entre 0,9 y 0,7 ka, el nivel del lago era aproximadamente el mismo que el actual. En general, el período estuvo dominado por un nivel de lago poco profundo y estable con una baja covarianza entre δ¹⁸O y δ¹³C.

Hace 490 – 360 años: Niveles lacustres altos y fluctuantes. Este período corresponde a la Pequeña Edad de Hielo. El registro isotópico tenía una resolución anual muy alta. Los niveles del lago fueron generalmente altos pero fluctuaron un poco, lo que resultó en una baja correlación entre δ¹⁸O y δ¹³C. Al final de este período, δ¹⁸O y δ¹³C evolucionaron hacia una tendencia de disminución del nivel del lago.

En general, los niveles del lago Mono parecían haber correspondido a eventos climáticos conocidos, como períodos de máxima o mínima humedad efectiva, el período cálido medieval_, y la Pequeña Edad de Hielo.

Récord de 35.000 años

Los niveles del lago Mono durante el Pleistoceno también se han reconstruido mediante la inspección estratigráfica de las paleocostas, la datación por radiocarbono y los registros de δ¹⁸O de los sedimentos. Estos análisis ayudaron a reconstruir los niveles de los lagos de los últimos 35.000 años.

36 - 35 ka: Nivel del lago en aumento. La disminución de δ¹⁸O reveló que el nivel del lago comenzó a aumentar aproximadamente en este momento desde una altitud del nivel del lago de 2015 m.

35 - 21 ka: Nivel de lago estable alto. Poca fluctuación en δ¹⁸O sugirió un nivel de lago estable. Este nivel estable del lago correspondía a dos lechos de limo que se habrían depositado en un lago profundo.

20 - 15 ka: Disminución del nivel del lago. Hubo una caída repentina en el nivel del lago al comienzo de este período. Las terrazas del delta de arena de este período indicaron una altitud en la superficie del lago de 2035 m. El δ¹⁸O registrado aumentó durante este período de tiempo, lo que refleja la caída del nivel del lago.

5 - 13 ka: Nivel del lago en aumento. Durante este período, el lago Mono se elevó a su altitud más alta en la superficie del lago de 2155 m. Esto correspondió a una disminución en δ¹⁸O.

13+ ka: Disminución del nivel del lago. Después del nivel máximo del lago, el nivel del lago disminuyó a 1965 m a ~ 10 ka, como lo demuestra un aumento en δ¹⁸O y paleolitoral.

Este registro del nivel del lago se ha correlacionado con eventos climáticos significativos, incluido el movimiento de la corriente en chorro polar, los eventos Heinrich y Dansgaard-Oeschger.

Clima

Reconstrucción paleoclima

La reconstrucción de los niveles históricos del lago Mono a través de isótopos de carbono y oxígeno también ha revelado una correlación interesante con cambios climáticos bien documentados. En el pasado reciente, la Tierra experimentó períodos de aumento de la glaciación conocidos como edades de hielo. Este período geológico de edades de hielo se conoce como el Pleistoceno, que duró hasta ~ 11 ka. Los niveles del lago en Mono Lake pueden revelar cómo fluctuó el clima. Por ejemplo, durante el clima frío del Pleistoceno el nivel del lago era más alto porque había menos evaporación y más precipitación. Después del Pleistoceno, el nivel del lago fue generalmente más bajo debido al aumento de la evaporación y la disminución de las precipitaciones asociadas con un clima más cálido. Mono Lake revela la variación del clima en 3 escalas de tiempo diferentes: Dansgaard-Oeschger (se repite cada 1000 años), Heinrich (repetición variable) y Milankovich (se repite cada 10 000 años).

Dansgaard-Oeschger

A partir de la recopilación de datos de δ18O durante los últimos 51 000 años de los lagos de la Gran Cuenca, incluidos Pyramid Lake, Summer Lake, Owens Lake y Mono Lake, se ha observado que los cambios en el nivel del lago se pueden correlacionar con Dansgaard- Eventos Oeschger. Los registros de δ¹⁸O de estos lagos mostraron oscilaciones en las composiciones de δ¹⁸O de los carbonatos de estos cuatro lagos. Oscilación entre δ¹⁸O alto y δ¹⁸O bajo reflejado frío/seco (nivel bajo del lago con poca precipitación) y cálido/húmedo (nivel alto del lago con mucha precipitación) respectivamente. Lea más sobre estos efectos isotópicos en la sección Historial del nivel del lago. Además, el carbono orgánico total (TOC) de los sedimentos de Pyramid Lake y Owens Lake se correlacionó inversamente con δ¹⁸O y mostró las mismas oscilaciones. El TOC suele ser un indicador del grado de productividad biológica de un lago. Esto sugeriría que la alta productividad se correlacionó con un clima cálido/húmedo en Mono Lake, mientras que la baja productividad se correlacionó con un clima frío/seco en Mono Lake. El momento de estas oscilaciones coincidió con el momento de los eventos de Dansgaard-Oeschger del núcleo GISP2 de 46 a 27 ka. Los mínimos en δ¹⁸O y los máximos en TOC se correlacionaron con 11 eventos diferentes de Dansgaard-Oeschger. Los eventos de Dansgaard-Oeschger son fluctuaciones en los registros δ¹⁸O de los núcleos de hielo que se repiten cada 1000 años. Se cree que están relacionados con eventos climáticos globales. Sin embargo, las causas exactas de estas fluctuaciones aún no se han resuelto.

Eventos Heinrich

La historia del nivel del lago de 36 000 años se investigó a través de correlaciones entre los registros de δ¹⁸O, la datación por radiocarbono y la variación secular paleomagnética de los sedimentos del lago Mono, como se describe en la sección Historia del nivel del lago. Los picos en los registros δ¹⁸O de los sedimentos del lago Mono se correlacionaron con 3 eventos Heinrich conocidos de los núcleos marinos del Atlántico norte. Los eventos de Heinrich ocurrieron cuando un gran número de icebergs se desprendieron de las capas de hielo y cayeron al Atlántico Norte. Se ha observado que estos eventos de Heinrich se correlacionan con picos en las composiciones de carbonatos de δ¹⁸O a nivel mundial. Este patrón generalmente indicaría una caída global de la temperatura y un aumento del volumen de hielo. A medida que el vapor de agua se mueve desde el ecuador hacia los polos, el ¹⁸O se precipita preferentemente en comparación con el ¹⁶O. Cuando el agua precipita en los polos, tiene una composición de δ¹⁸O muy reducida. Por lo tanto, las capas de hielo son grandes reservas de ¹⁶O y tienen una composición de δ¹⁸O muy reducida. Si la temperatura descendiera y aumentaran los volúmenes de hielo que contienen ¹⁶O, los cuerpos de agua restantes experimentarían un aumento correspondiente en la composición de δ¹⁸O. Tres picos en los registros δ¹⁸O del Lago Mono pueden reflejar 3 episodios de gran crecimiento de las capas de hielo del Pleistoceno que resultaron en el desprendimiento masivo de icebergs en la interfaz hielo-agua.

Eventos a escala de Milankovich

Los registros de δ¹⁸O de los sedimentos del lago Mono también muestran tendencias en escalas de tiempo más largas de ~10 000 años. De 35 a 18 ka, la composición δ¹⁸O de los sedimentos del lago Mono fue disminuyendo gradualmente. Esta tendencia decreciente se correlacionó inversamente con un aumento en δ¹⁸O de los sedimentos de un núcleo del mar del Atlántico Norte. Esta tendencia en δ¹⁸O sugirió una correlación con el movimiento hacia el sur de la corriente en chorro polar de 35 a 18 ka. A medida que la corriente en chorro polar se desplazaba hacia el sur, provocaba un aumento de las precipitaciones de agua de lluvia con agotamiento isotópico. A su vez, esto provocó que los cuerpos de agua del sur, como el lago Mono, se agotaran isotópicamente, mientras que los océanos del norte se enriquecieron isotópicamente. Este movimiento de la corriente en chorro polar probablemente fue causado por un aumento en la capa de hielo de América del Norte. Dos mínimos de δ¹⁸O a 18 ka y 13,1 ka en los sedimentos del lago Mono reflejaron dos niveles elevados del lago Mono. Estos altos niveles del lago probablemente correspondían a dos pasajes de la corriente en chorro polar sobre el lago Mono que precipitó grandes cantidades de agua de lluvia con una composición reducida de δ¹⁸O. A continuación, la corriente en chorro polar fue forzada al sur del lago Mono. Además, la repentina reducción del Carbono Inorgánico Total (TIC) durante 26 - 14 ka podría atribuirse a la glaciación Tioga. La glaciación de Tioga habría causado una gran afluencia de materiales detríticos al lago Mono. Como resultado, el TIC en los sedimentos del lago Mono se reduciría durante este período de tiempo.

Limnología

Mono Lake "South Tufa" area

La limnología del lago muestra que contiene aproximadamente 280 millones de toneladas de sales disueltas, y la salinidad varía según la cantidad de agua en el lago en un momento dado. Antes de 1941, la salinidad promedio era de aproximadamente 50 gramos por litro (g/L) (en comparación con un valor de 31,5 g/L para los océanos del mundo). En enero de 1982, cuando el lago alcanzó su nivel más bajo de 6372 pies (1942 m), la salinidad casi se había duplicado a 99 g/L. En 2002, se midió en 78 g/L y se espera que se estabilice en un promedio de 69 g/L a medida que el lago se repone en los próximos 20 años.

Una consecuencia no deseada de poner fin a las desviaciones de agua fue el inicio de un período de "meromixis" en el lago Mono. En el tiempo anterior a esto, Mono Lake era típicamente "monomíctico"; lo que significa que al menos una vez al año, las aguas más profundas y las aguas menos profundas del lago se mezclaron completamente, llevando así oxígeno y otros nutrientes a las aguas profundas. En los lagos meromícticos, las aguas más profundas no sufren esta mezcla; las capas más profundas son más salinas que el agua cerca de la superficie y, por lo general, casi carecen de oxígeno. Como resultado, convertirse en meromíctico cambia en gran medida la ecología de un lago.

Mono Lake ha experimentado períodos meromícticos en el pasado; este episodio más reciente de meromixis, provocado por el final de las desviaciones de agua, comenzó en 1994 y terminó en 2004.

Ecología

Vida acuática

Grandes números de moscas alkali en Mono Lake

Artemia monica, el camarón de la brisa del lago Mono

La hipersalinidad y alta alcalinidad (pH=10 o equivalente a 4 miligramos de NaOH por litro de agua) del lago significa que ningún pez es nativo del lago. Un intento del Departamento de Pesca y Caza de California de abastecer el lago fracasó.

Toda la cadena alimentaria del lago se basa en la alta población de algas planctónicas unicelulares presentes en la zona fótica del lago. Estas algas se reproducen rápidamente durante el invierno y principios de la primavera después de que la escorrentía invernal lleve nutrientes a la capa superficial del agua. Para marzo, el lago es "tan verde como una sopa de guisantes" con algas fotosintetizadoras.

El lago es famoso por el camarón de salmuera del lago Mono, Artemia monica, una diminuta especie de camarón de salmuera, no más grande que una uña, que es endémica del lago. Durante los meses más cálidos del verano, se estima que entre 4 y 6 billones de camarones en salmuera habitan en el lago. Los camarones de salmuera no tienen valor alimenticio para los humanos, pero son un alimento básico para las aves de la región. Los camarones de salmuera se alimentan de algas microscópicas.

Las moscas alcalinas, Ephydra hians, viven a lo largo de las orillas del lago y caminan bajo el agua, encerradas en pequeñas burbujas de aire para pastar y poner huevos. Estas moscas son una importante fuente de alimento para las aves migratorias y las que anidan.

Se encontraron 8 especies de nematodos viviendo en el sedimento litoral:

• Auanema spec., que es destacada por su extrema resistencia arsénico (sobrevive concentraciones 500 veces superiores a los humanos), teniendo 3 sexos, y siendo viviparous.
• Especie de pellioditis.
• Mononchoides americanus
• Diplogaster rivalis
• especies de la familia Mermithidae
• Prismatolaimus dolichurus
• 2 especies de la orden Monhysterida

Pájaros

Una hembra de Audubon en tufa en el área "South Tufa"

El lago Mono es una parada vital para descansar y comer para las aves playeras migratorias y ha sido reconocido como un sitio de importancia internacional por la Red Hemisférica de Reservas de Aves Playeras. Casi 2 000 000 de aves acuáticas, incluidas 35 especies de aves playeras, utilizan el lago Mono para descansar y comer durante al menos una parte del año. Algunas aves playeras que dependen de los recursos del lago Mono incluyen avocetas americanas, ciervos asesinos y playeros. Más de 1,5 millones de somormujos orejudos y falaropos utilizan el lago Mono durante sus largas migraciones.

A finales de cada verano, decenas de miles de falaropos de Wilson y de cuello rojo llegan desde sus zonas de anidación y se alimentan hasta que continúan su migración a Sudamérica o a los océanos tropicales, respectivamente.

Además de las aves migratorias, algunas especies pasan varios meses anidando en el lago Mono. Mono Lake tiene la segunda población de anidación más grande de gaviotas de California, Larus californicus, solo superada por el Gran Lago Salado en Utah. Desde que abandonaron la isla de Negit a finales de la década de 1970, las gaviotas de California se han mudado a algunos islotes cercanos y han establecido nuevos sitios de anidación, aunque menos protegidos. La Universidad de Cornell y Point Blue Conservation Science han continuado el estudio de las poblaciones anidadoras en Mono Lake que se inició hace 35 años. Los chorlitos nevados también llegan al lago Mono cada primavera para anidar a lo largo de las remotas costas orientales.

Historia

Torres de tufa expuestas en el lago Mono; Tufa Sur, 1981

Indios americanos

Los indígenas del lago Mono son de una banda de Paiute del Norte, llamada Kutzadika'a. Mono, los indios de Owens Valley ahora son reconocidos como la división más al sur de Northern Paiute. Steward (1933; véase también Steward 1938) ha publicado una etnografía definitiva. Probablemente había al menos treinta aldeas permanentes agrupadas en un número menor de distritos propietarios de tierras entre Round Valley al norte y Owens Lake. Hablan el idioma Paiute del Norte. La Kutzadika, una pupa de mosca alcalina tradicionalmente forrajera, llamada kutsavi en su idioma. Mono Lake también se conoce como Teniega Bah. El origen del nombre "Kutzadika'a" es incierto, pero podría ser un término nativo americano de Yokuts para "devorador de moscas".

El término "Mono" se deriva de "Monachi", un término Yokut para las tribus que viven en el lado este y oeste de Sierra Nevada.

Durante el primer contacto, el primer jefe conocido de Mono Lake Paiute fue el capitán John. También se le conocía por los nombres paiute de Shibana o Poko Tucket. El capitán John era hijo de un paiute del norte llamado 'el capitán John mayor'.

La tribu Mono tiene dos bandas: oriental y occidental. The Eastern Mono se unió a las bandas Western Mono ' pueblos anualmente en Hetch Hetchy Valley, Yosemite Valley y a lo largo del río Merced para recolectar bellotas, diferentes especies de plantas y comerciar. El mono occidental y el mono oriental vivían tradicionalmente en las estribaciones del centro-sur de Sierra Nevada, incluido el valle histórico de Yosemite.

Actualmente, las Reservas Mono están ubicadas en Big Pine, Bishop, y varias en los condados de Madera y Fresno, California.

Esfuerzos de conservación

Lago Mono vista desde la cumbre del Monte Dana. Nota cerca del puente a la izquierda, casi conectando Negit Island con la costa continental.

Vista aérea del lago Mono en mayo 2019, con generoso paquete de nieve prometiendo un buen verano para el lago

La ciudad de Los Ángeles desvió agua del río Owens hacia el acueducto de Los Ángeles en 1913. En 1941, el Departamento de Agua y Energía de Los Ángeles extendió el sistema del acueducto de Los Ángeles más hacia el norte hasta la cuenca Mono con la finalización del Túnel de cráteres Mono entre el embalse de Grant Lake en Rush Creek y el río Upper Owens. Se desvió tanta agua que la evaporación pronto superó el flujo de entrada y el nivel de la superficie del lago Mono cayó rápidamente. Para 1982, el lago se redujo a 37 688 acres (15 252 ha), el 69 por ciento de su superficie de 1941. Para 1990, el lago había caído 45 pies verticales y había perdido la mitad de su volumen en relación con el nivel de agua anterior al desvío de 1941. Como resultado, las arenas alcalinas y las torres de toba anteriormente sumergidas quedaron expuestas, la salinidad del agua se duplicó y la isla Negit se convirtió en una península, lo que expuso los nidos de las gaviotas de California a los depredadores (como los coyotes) y obligó a la colonia de gaviotas a abandonar este sitio.

En 1974, el ecologista David Gaines y su alumno David Winkler estudiaron el ecosistema del lago Mono y fueron fundamentales para alertar al público sobre los efectos del nivel más bajo del agua con el inventario ecológico de Winkler de 1976 de la cuenca Mono. La Fundación Nacional de Ciencias financió el primer estudio ecológico integral de Mono Lake, realizado por Gaines y estudiantes universitarios. En junio de 1977, el Instituto Davis de Ecología de la Universidad de California publicó un informe, "Un estudio ecológico de Mono Lake, California," que alertó a California sobre los peligros ecológicos que plantea la redirección del agua del lago para usos municipales.

Gaines formó el Comité Mono Lake en 1978. Él y Sally Judy, una estudiante de UC Davis, dirigieron el comité y realizaron una gira informativa por California. Se unieron a la Sociedad Audubon para luchar en una batalla judicial ahora famosa, la Sociedad Nacional Audubon contra el Tribunal Superior, para proteger Mono Lake a través de las leyes estatales de fideicomiso público. Si bien estos esfuerzos han dado como resultado un cambio positivo, el nivel de la superficie aún está por debajo de los niveles históricos, y las costas expuestas son una fuente significativa de polvo alcalino durante los períodos de fuertes vientos.

El lago Owens, el otrora terminal navegable del río Owens que había sustentado un ecosistema saludable, ahora es un lecho de lago seco durante los años secos debido al desvío de agua que comenzó en la década de 1920. Mono Lake se salvó de este destino cuando la Junta de Control de Recursos Hídricos del Estado de California (después de más de una década de litigios) emitió una orden (Decisión SWRCB 1631) para proteger Mono Lake y sus afluentes el 28 de septiembre de 1994. Vicepresidente de la Junta SWRCB Marc Del Piero fue el único Oficial de Audiencias (ver D-1631). Desde entonces, el nivel del lago ha aumentado constantemente. En 1941, el nivel de la superficie estaba a 6417 pies (1956 m) sobre el nivel del mar. A partir de octubre de 2013, Mono Lake estaba a 6380,6 pies (1945 m) sobre el nivel del mar. El nivel del lago de 6392 pies (1948 m) sobre el nivel del mar es el objetivo, un objetivo que se hizo más difícil durante los años de sequía en el oeste americano.

Lago Mono como se ve desde la ruta estatal de California 120 (Mono Mills Road) en el sur

En la cultura popular

"South Tufa, Mono Lake", 2013.

Ilustraciones

• En 1968, el artista Robert Smithson hizo Mono Lake Non-Site (Cinders near Black Point) usando pumice recogido durante la visita a Mono el 27 de julio de 1968, con su esposa Nancy Holt y Michael Heizer (ambos artistas visuales prominentes). En 2004, Nancy Holt hizo un cortometraje Lago Mono usando Super 8 imágenes y fotografías de este viaje. Una grabación de audio de Smithson y Heizer, dos canciones de Waylon Jennings y Michel Legrand Le Jeu, el tema principal de la película de Jacques Demy Bay of Angels (1963), se utilizaron para la banda sonora.
• El Diver, una foto tomada por Aubrey Powell de Hipnosis para el álbum de Pink Floyd Ojalá estuvieras aquí. (1975), presenta lo que parece ser un hombre buceando en un lago, sin crear ondas. La foto fue tomada en el lago Mono, y las torres de tufa son una parte prominente del paisaje. El efecto fue creado cuando el buceador realizó un soporte de mano bajo el agua hasta que las ondas se disiparon.

Impreso

Roughing It de Mark Twain, publicado en 1872, proporciona una descripción inicial informativa del lago Mono en su estado natural en la década de 1860. Twain descubrió que el lago era un "desierto espantoso, sin árboles y sin vida... el lugar más solitario del mundo".

En película

Una escena con un volcán en la película Fair Wind to Java (1953) se rodó en Mono Lake.

La mayor parte de la película, High Plains Drifter (1973), de Clint Eastwood, se rodó en la costa sur del lago Mono en la década de 1970. Aquí se construyó una ciudad entera para la película, y luego se eliminó cuando se completó el rodaje.

En música

El video musical de la poderosa balada de 1988 de la banda de glam metal Cenicienta Don't Know What You Got ('Till It's Gone) fue filmado por El lago.