科学家们揭示了仅仅两个人类决定如何永远重新连接大盐湖
在过去的 8,000 年里，犹他州的大盐湖对气候和水流入的变化一直很敏感。 现在，新的沉积物同位素数据表明，过去 200 年的人类活动已将该湖推入至少 2,000 年来从未见过的生物地球化学状态。 犹他大学的一位地球科学家将同位素分析应用于从湖床回收的沉积物，以表征湖泊及其周围流域的变化，追溯到湖泊形成当前形状时来自曾经覆盖犹他州北部大部分地区的广阔淡水博纳维尔湖。 “湖泊是伟大的集成商。 它们是水、沉积物以及碳和营养物质的焦点，“地质与地球物理系教授兼系主任加布里埃尔·鲍文 （Gabriel Bowen） 说。 “我们可以去这样的湖泊，看看它们的沉积物，它们告诉我们很多关于周围景观的信息。” 沉积记录为末端盐湖的持续变化提供了背景，根据鲍文上个月发表的新研究，这些生态系统支持着脆弱但至关重要的生态系统，并可能有助于确定其管理目标地球物理研究快报. 这项研究有助于填补该湖地质和水文记录中的关键空白，此时终端体的干旱枯竭水平一直徘徊在历史低点附近。 “我们有所有这些伟大的观察、如此多的监测、如此多的信息和对事物的兴趣今天发生。 我们还留下了人们的遗产，他们观察了数万年和数十万年来湖泊中发生的巨大变化，“鲍文说。 “我们一直缺少的是中间的规模。” ：那是白人定居者第一次抵达犹他州，但在博纳维尔湖退去成为大盐湖之后。 通过分析湖泊沉积物中保存的氧和碳同位素，该研究重建了湖泊的水和碳收支通过时间。 两个截然不同的、人类驱动的转变脱颖而出： 这项新研究检查了从大盐湖河床提取的两组沉积物岩心，每组代表不同的时间尺度。 第一个岩心的顶部 10 米于 2000 年在弗里蒙特岛以南钻探，其中包含 8,000 年前冲入湖中的沉积物。 [caption id=“attachment_100686” align=“alignright” width=“511”] 从甘尼森岛眺望大盐湖，该岛长期以来一直是一个鹈鹕的筑巢地。 图片来源：Brian Maffly[/caption] 美国回收的其他样本 地质调查局，仅代表过去几百年沉积的沉积物的上部 30 厘米。 “第一个让我们了解了定居者出现在这里之前的 8,000 年里发生了什么，”鲍文说。 “第二个是这些较浅的核心，让我们可以看到定居者到来后湖泊的变化。” Bowen 对这些湖床进行了处理不同深度的沉积物进行分析，以确定碳和氧的同位素比率，从而揭示过去不同地点的湖泊周围景观和湖中的水。 “碳告诉我们生物地球化学，碳如何在湖中循环，这受到岩石风化等因素的影响，这些因素将碳带到湖泊和流域中的植被，这也有助于碳溶解到水中并流向湖，“他说。 Bowen 的分析记录了碳的急剧变化，表明与摩门教先驱者抵达盐湖谷同时发生了深刻的变化，他们在那里引入了灌溉农业来支持快速发展的社区。 “我们看到碳同位素发生了巨大变化，它从更能表明岩石风化的数值、从溶解石灰岩进入湖泊的碳转变为更多的有机来源、更多的植被来源，”“鲍文说。 在邦纳维尔湖消亡后的 8,000 年记录中，定居后的新碳平衡是前所未有的。 接下来，鲍文的氧同位素分析重建了湖泊随时间推移的水平衡。 “从本质上讲，它告诉我们蒸发和流入湖中的水的平衡。 随着湖泊的扩大，氧同位素比下降。 随着湖泊的缩小，它会上升，基本上告诉我们湖泊的变化率卷。 我们看到波动很小，但在 1959 年之前没有什么动。 那一年，联合太平洋公司建造了一条 20 英里长的堤道，以取代一座历史悠久的铁路栈桥，将没有支流的湖北臂与南臂（也称为吉尔伯特湾）分开，后者接收来自三条河流的流入。 水通过堤道的缝隙流入北臂，现在使南臂成为一个开放的系统。 “我们从根本上改变了湖泊的水文，并赋予它一个流出。 我们在氧同位素中非常清楚地看到了这一点，它们开始以不同的方式表现，“他说。 与直觉相反，这一变化的影响是使吉尔伯特湾的水域比其他情况更新鲜，为应对湖泊水位下降和其他原因导致的盐度增加赢得了时间。 “如果我们从更长的时间尺度（8,000 年）来看，该湖大部分都处于高蒸发状态。 它基本上处于一种萎缩、巩固的状态在那段时间里。 只有当我们修建堤道时，这种情况才发生了逆转。 这篇名为“大盐湖后殖民水文生态变化的数千年背景”的论文于 7 月 22 日在线发表在《地球物理研究快报》杂志上。 加布里埃尔·鲍文 （Gabriel Bowen） 是唯一的作者，并得到美国国家科学基金会的资助。