Un lago alpino es un lago de gran altitud en una zona montañosa , generalmente cerca o por encima de la línea de árboles , con períodos prolongados de capa de hielo . Estos lagos son comúnmente lagos glaciares formados a partir de actividad glacial (ya sea actual o pasada) pero también pueden formarse a partir de procesos geológicos como actividad volcánica ( lagos vulcanógenos ) o deslizamientos de tierra ( lagos barrera ). Muchos lagos alpinos que se alimentan del agua de deshielo de los glaciares tienen el característico color verde turquesa brillante como resultado de la harina glacial , minerales suspendidos derivados de un glaciar que erosiona el lecho de roca . [1] Cuando los glaciares activos no suministran agua al lago, como la mayoría de los lagos alpinos de las Montañas Rocosas en los Estados Unidos , los lagos aún pueden ser de un azul brillante debido a la falta de crecimiento de algas como resultado de las temperaturas frías, la falta de nutrientes escorrentía de las tierras circundantes y falta de aporte de sedimentos. El color y la ubicación montañosa de los lagos alpinos atraen muchas actividades recreativas.
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Los lagos alpinos son algunos de los tipos de lagos más abundantes de la Tierra. Sólo en los Alpes suizos hay cerca de 1.000 lagos alpinos, la mayoría de los cuales se formaron después de la Pequeña Edad del Hielo . [2] A medida que las temperaturas globales sigan aumentando, se formarán más lagos alpinos a medida que los glaciares retrocedan y proporcionen más escorrentía a las áreas circundantes, y los lagos existentes verán más cambios biogeoquímicos y cambios en los ecosistemas . El estado trófico de un lago alpino (es decir, el nivel de productividad biológica ) progresa con la edad (por ejemplo, baja productividad después de su formación y mayor productividad con la vegetación y la madurez del suelo en la cuenca circundante), [3] pero los efectos antropogénicos como la agricultura y el cambio climático son afectando rápidamente los niveles de productividad en algunos lagos. [4] Estos lagos son ecosistemas sensibles y 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, las respuestas físicas, químicas y biológicas al cambio climático se están estudiando ampliamente.
Comúnmente, los lagos alpinos se forman a partir de actividad glacial actual o anterior (llamados lagos glaciales ), pero también podrían formarse a partir de otros procesos geológicos, como la represa de agua debido a flujos de lava volcánica o escombros, [6] [7] colapso de cráter volcánico, [ 8] o deslizamientos de tierra . [9] Los lagos glaciares se forman cuando un glaciar erosiona y deprime el lecho de roca a medida que avanza cuesta abajo, y cuando el glaciar retrocede, las depresiones se llenan de agua de deshielo y escorrentía del glaciar. Estos lagos suelen ser bastante profundos por esta razón y algunos lagos que tienen varios cientos de metros de profundidad pueden deberse a un proceso llamado sobreprofundización . En los valles montañosos donde el movimiento de los glaciares ha formado depresiones circulares, pueden formarse lagos de circo (o tarns) cuando el agua se represa. Cuando se producen represas debido a los escombros del movimiento de los glaciares, estos lagos se denominan lagos de morrena . Estas presas de escombros pueden ser muy resistentes o explotar, provocando inundaciones extremas que plantean peligros importantes para las comunidades de la zona alpina, especialmente en el Himalaya . [1] Los lagos Kettle también se forman a partir de la recesión 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 residen en depresiones formadas a partir de glaciares que existieron durante la última Edad de Hielo pero que ya no están cerca de ningún glaciar y se abastecen de nieve, lluvia o agua subterránea. [ cita necesaria ]
El número de lagos alpinos glaciares ha aumentado espectacularmente en los últimos años. De 1990 a 2018, el número de lagos glaciares aumentó un 53 % y el área total de lagos glaciares aumentó un 51 % debido al calentamiento global . [10] Los lagos alpinos adyacentes a los glaciares también pueden provocar una retroalimentación positiva debido a la disminución del albedo del agua en relación con el hielo, lo que crea lagos más grandes y provoca más derretimiento de los glaciares. [10]
Los lagos alpinos glaciares se diferencian de otros lagos formados por glaciares en que se encuentran en altitudes más altas y en terrenos montañosos, generalmente en el nivel del bosque o por encima de él. Por ejemplo, los Grandes Lagos de Estados Unidos y Canadá se formaron por el retroceso de la capa de hielo Laurentide durante la última Edad de Hielo , que arrasó la superficie rocosa plana pero no se encuentra en la zona alpina. [11] Por el contrario, el lago Louise , situado en las Montañas Rocosas, se formó a partir de restos glaciales que represaban el agua de deshielo (es decir, un lago morrena) del glaciar Victoria. [ cita necesaria ]
El ciclo anual de estratificación y mezcla en los lagos juega un papel importante en la determinación de la distribución vertical del calor, las sustancias químicas disueltas y las comunidades biológicas. [12] La mayoría de los lagos alpinos existen en climas templados o fríos característicos de su gran elevación, lo que lleva a un régimen de mezcla dimíctico . 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 vientos episódicos o eventos de afluencia fría 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 los manantiales naturales que alimentan constantemente el fondo del lago con agua densa y salina. [15] Otros lagos alpinos, como Traunsee en Austria, se han vuelto meromícticos debido a la salinización debido a actividades antropogénicas como la minería. [dieciséis]
Reciente [ ¿ cuándo? ] Los estudios sugieren que el cambio climático puede afectar los ciclos anuales de estratificación en los lagos alpinos. Las regiones de gran altitud están experimentando patrones climáticos estacionales cambiantes 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 duración más corta de la capa de hielo tiene el potencial de cambiar el régimen de mezcla de los lagos de dimíctico a monomíctico (un período estratificado y otro 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]
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 las precipitaciones, el derretimiento de la nieve y los glaciares, y las aguas subterráneas. [22] [20] [21] La afluencia de lagos alpinos a menudo tiene un gran ciclo estacional debido a las precipitaciones que caen cuando la nieve y los glaciares se derriten sobre la cuenca en el invierno, en contraste con las precipitaciones y el aumento del derretimiento de los glaciares en verano. [23] Los lagos alpinos suelen estar situados en regiones montañosas cerca o por encima de la línea de árboles, lo que conduce a cuencas hidrográficas empinadas con suelos subdesarrollados y escasa vegetación. [20] Una combinación de clima frío sobre las cuencas alpinas, la sombra de la topografía empinada y las bajas concentraciones de nutrientes en la escorrentía hacen que los lagos alpinos sean predominantemente oligotróficos .
Las diferentes características de las cuencas crean una distinción entre lagos alpinos claros y lagos alpinos alimentados por glaciares (lagos con afluencia de glaciares que se derriten). [22] Los lagos alpinos claros tienen bajas concentraciones de sedimentos suspendidos y turbidez que pueden deberse a la falta de erosión en la cuenca. Los lagos alimentados por glaciares tienen concentraciones de sedimentos en suspensión y turbidez mucho mayores debido a la afluencia de harina glacial , lo que da como resultado opacidad y un color azul o marrón brillante. [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]
La circulación en los lagos alpinos puede ser causada por el viento, las afluencias de los ríos, las corrientes de densidad , la convección y las ondas a escala de cuenca. La topografía empinada 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 diurna de montaña [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 a lo largo de la extensión del lago pueden crear regiones de afloramiento y descendente . [28] La afluencia de ríos puede inducir la circulación en lagos alpinos a través del impulso llevado directamente al lago por ríos o arroyos y a través de corrientes de densidad. Si el agua entrante es más densa que el agua en la superficie del lago (debido a diferencias de temperatura o concentración de sedimentos), la flotabilidad empuja el agua entrante más pesada hacia la pendiente del lecho del lago o hacia el interior del lago. Estos flujos impulsados por la densidad se han registrado 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 provocando convección. [30] Esta circulación vertical es un medio eficiente para mezclar en 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 los seiches , también pueden impulsar la circulación en los lagos alpinos. Se han observado seiches internos en un lago alpino con velocidades correspondientes del orden de unos pocos centímetros por segundo. [26]
Los lagos alpinos albergan una diversidad única de invertebrados que están altamente adaptados a las condiciones más frías y generalmente más duras de estos entornos en comparación con los lagos de altitudes más bajas. Unas pocas especies dominantes se han adaptado a las condiciones oligotróficas y a la intensa radiación ultravioleta, con chironomidae y oligochaeta 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 de Austria. [33] Las poblaciones de fitoplancton están dominadas por especies móviles nanoplanctónicas que incluyen crisófitos, dinoflagelados y criptofitos en la columna de agua, con contribuciones importantes a la fotosíntesis que también provienen de la comunidad de algas adheridas a los sustratos, epilithon y epipelon. [34] También se observan virus en lagos alpinos en abundancias de hasta 3 x 10 7 ml −1 , lo que se acerca al rango superior de las abundancias generales observadas de 10 5 a 10 8 ml −1 en sistemas acuáticos. [35]
Un estudio de 28 lagos alpinos encontró que a medida que aumenta la elevación, la abundancia de macroinvertebrados aumenta en los lagos pequeños pero disminuye en los lagos más grandes y la composición de la comunidad cambia con la elevación, hacia un pequeño número de especies especializadas. [33] Se cree que la creciente abundancia en lagos más pequeños a medida que aumenta la elevación se debe a los regímenes de temperatura más extremos característicos de los 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 alimentarios. Por ejemplo, en altitudes más altas, los lagos alpinos experimentan períodos sin hielo más cortos, lo que limita la cantidad de producción primaria y el posterior crecimiento de alimentos. En conclusión, tanto las características físicas del lago, incluidos el tamaño y el sustrato, como los parámetros ambientales, incluida la temperatura y la capa de hielo, definen la composición y estructura de la comunidad; un estudio sugiere que la temperatura y la altitud son los principales impulsores, [36] y otro presenta en cambio, hay evidencia de heterogeneidad en la morfometría del lago y el sustrato como los principales impulsores. [37] Se descubrió que esto último, en particular un aumento en el sustrato rocoso, impactaba negativamente en la abundancia y 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 y de invertebrados de los lagos alpinos.
La comunidad de vertebrados de los lagos alpinos es mucho más limitada que las comunidades de invertebrados, ya que las duras condiciones tienen un mayor impacto en los organismos, pero pueden incluir peces, anfibios, reptiles y aves. A pesar de esto, muchos lagos alpinos todavía pueden albergar diversas especies en estas altas elevaciones. Estos organismos han llegado de varias maneras a través de introducciones humanas, introducciones ecológicas y algunos son endémicos de sus respectivos lagos. La rana acuática del Titicaca en el lago Titicaca en los altos Andes es una especie endémica, mientras que otras fueron introducidas. [38]
El lago Titicaca es el hogar de una amplia variedad de vertebrados, incluida la rana acuática del Titicaca ( Telmatobious culeous) y el zampullín del Titicaca ( Rolandia microptera ), en peligro de extinción, que se encuentra únicamente en la cuenca del Titicaca. [38] [39] La cuenca también alberga una variedad de especies de aves y se considera un sitio Ramsar debido a su importancia ecológica. Las especies de aves acuáticas incluyen el flamenco chileno , la garceta patiamarilla , la focha andina , la gaviota andina y la avefría andina . [39]
Otro importante [ ¿ según quién? ] lago alpino, Crater Lake ubicado en Oregon, es el hogar de varias especies de peces introducidas, anfibios nativos y reptiles. Los anfibios y reptiles que se pueden encontrar en Crater Lake son el tritón mazama , la salamandra del noroeste , la rana acanalada del noroeste, el sapo del noroeste, la rana en cascada, la rana arbórea 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]
Algunos lagos alpinos no albergan ninguna especie de vertebrados nativos y, en cambio, han aumentado sus comunidades de vertebrados a través de especies introducidas. Los peces suelen ser introducidos por humanos que almacenan lagos para la pesca recreativa y competitiva.
Crater Lake no albergaba ninguna especie de vertebrados antes de un evento de repoblación entre 1884 y 1941 de 1,8 millones de salmónidos, principalmente trucha arco iris ( Oncorhynchus mykiss ) y salmón kokanee ( O. nerka ). [41] Otras especies introducidas incluyeron la trucha marrón ( Salmo trutta ), el salmón coho ( O. kisutch ), la trucha degollada ( O. clarkii ) y el salmón arco iris ( 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 que se encuentran en Crater Lake también experimentaron una invasión de sus hábitats nativos y se han reducido o eliminado en número. Estos anfibios también se encontraron en el contenido del estómago de peces criados en Crater Lake, lo que ha reducido aún más las poblaciones. [41]
El lago Tahoe , ubicado entre California y Nevada, también tiene varias especies de peces introducidas establecidas en la cuenca debido a la pesca recreativa, entre ellas la trucha de lago ( Salvelinus namaycush ), la trucha arco iris, la trucha marrón, la agalla azul ( Lepomis macrochirus ), la carpa ( Cyprinus caprio ), y otros. [42] La trucha de lago, junto con un camarón de agua dulce introducido, Mysis relicta , han cambiado drásticamente la red alimentaria en el lago Tahoe. El cercano lago Cascade en California, que a menudo se estudia estrechamente con el lago Tahoe, no tiene ninguna especie introducida debido al acceso público muy restringido. [42] También se sembraron peces en el lago Titicaca luego de la aniquilación de una población de peces nativos después de 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 autóctonas, especialmente en lagos sin peces, también puede transportar patógenos y bacterias, lo que afecta negativamente a la comunidad de invertebrados que ya se encuentra allí. Los estudios de dos lagos alpinos italianos sin peces, el lago Dimon y el lago Balma, descubrieron que los peces introducidos traían nuevos virus y bacterias que eran dañinos para los anfibios nativos en el agua. Los estudios también demostraron que la única forma de solucionar el problema es erradicar por completo las especies de peces no autóctonos de los lagos de cualquier forma posible. Estos incluyeron el uso de redes de enmalle, pesca eléctrica y pesca recreativa agresiva y continua. [43]
Podría decirse que los invertebrados de los lagos alpinos son una de las comunidades de invertebrados más vulnerables al aumento de las temperaturas asociado con el cambio climático inducido por el hombre, debido al aumento previsto de los períodos sin hielo [33] y al impacto relativamente pequeño de los cambios en la cubierta terrestre provocados por el hombre. otros sistemas terrestres-acuáticos similares ya han sido sometidos. [37] Las especies estenotermicas frías adaptadas de manera única para sobrevivir solo en un pequeño rango de temperaturas frías, y las especies de reproducción sexual más grandes, más lentas para reproducirse que las especies más pequeñas y asexuales bajo perturbaciones, podrían verse afectadas negativamente. [37] Se supone que el derretimiento de los glaciares aumenta el tamaño de los lagos alpinos alimentados por glaciares, lo que afecta 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 debido al deshielo del permafrost y, por último, un aumento en la frecuencia y magnitud de los eventos climáticos extremos aumentaría la turbidez de la columna de agua, [21] [33] , lo cual es bien conocido. Se sabe que afecta 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 seguimiento constante puede ayudar a identificar, cuantificar y caracterizar este impacto ecológico.
Una de esas técnicas de seguimiento emplea macroinvertebrados como bioindicadores principalmente para analizar la acumulación de oligoelementos asociados con la contaminación [32] y, de manera más general, rastrear los cambios en las comunidades biológicas debido al cambio climático. [37] [44] Los oligoelementos pueden ocurrir naturalmente, pero la industrialización, incluido el consumo de combustibles fósiles, ha acelerado su tasa de acumulación en los ambientes de los lagos alpinos. [32] Aunque son esenciales para la vida en bajas concentraciones, algunos oligoelementos comienzan a funcionar como contaminantes cuando se acumulan excesivamente. Después de ser liberados a la atmósfera, los oligoelementos pueden volverse solubles mediante procesos biogeoquímicos y terminar en sedimentos y luego movilizarse a través de la erosión y la escorrentía para ingresar a los ecosistemas de los lagos alpinos. Los macroinvertebrados bentónicos, que a menudo se encuentran en la base de las redes alimentarias, son los principales acumuladores de oligoelementos, que luego se transfieren a la cadena alimentaria a los peces o aves a través de la depredación. El estudio fundamental que utilizó quironómidos como bioindicadores debido a su abundancia en lagos alpinos y su variedad de hábitos alimentarios (recolectores, trituradores y depredadores) encontró que la mayoría de las concentraciones de oligoelementos están dentro de los límites de los objetivos de calidad de los sedimentos, con la excepción del plomo en ambos estudios. lagos y 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 los bioindicadores elegidos y encontrar evidencia de calidad del agua degradada, concluyó que el ecosistema del lago había salido de un "estado operativo seguro". [44]
La alcalinidad se puede definir como la capacidad neutralizadora de ácidos de una masa de agua. [45] La alcalinidad en las aguas naturales se debe en gran medida al bicarbonato , la base conjugada fuerte del ácido carbónico débil, que es el producto de la erosión de las rocas. El bicarbonato tiene la capacidad de actuar como un ácido o una base en el agua, lo que lo convierte en un amortiguador para resistir el cambio de entradas ácidas o básicas en 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 . [ cita necesaria ]
Los lagos alpinos han sido bien estudiados con respecto a la acidificación desde la década de 1980, en gran parte 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 los 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 grandes períodos de deshielo que tienen un contacto prolongado con el suelo y las rocas, lo que resulta en un aumento de la alcalinidad. La erosión de rocas calcáreas o carbonatadas ( piedra caliza ) es el principal contribuyente de alcalinidad a los lagos alpinos [47] , mientras que los lagos alpinos en regiones de granito y otras rocas ígneas tienen una menor alcalinidad debido a una cinética de erosión más lenta. [45] Una alcalinidad más baja indica una menor capacidad para amortiguar el agua de aportes ácidos o básicos, por lo que los lagos alpinos con baja alcalinidad son susceptibles a los contaminantes ácidos en la atmósfera. En general, se acepta que los lagos alpinos con una alcalinidad inferior a 200 unidades μeq L −1 son susceptibles a la acidificación. [49]
Los Alpes son la cadena montañosa más grande de Europa y albergan algunos de los lagos más conocidos. [50] El lecho rocoso de los Alpes varía mucho y puede estar compuesto de granito, cuarzo, pizarra, dolomita, mármol, piedra caliza y mucho más. [51] Esta estructura geológica diversa juega un papel en la alcalinidad diversa 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 ) y solo dos lagos tenían una alcalinidad superior a 500 μeq L −1 . [51] Este estudio también determinó el pH y encontró un rango de 7,93 a 4,80, y el 21% de los lagos tenía 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, lo que dio como resultado 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 de estos lagos, que oscila entre 4,6 y 9,2. [52] Los lagos alpinos con un pH inferior a 6,0 habían mostrado efectos ácidos sobre los microorganismos y un pH inferior a 5,3 se caracterizaba por 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 tenían un rango de alcalinidad de 155 a -23 microequivalentes por litro, lo que sugiere cuán sensibles podrían ser los lagos alpinos con un lecho rocoso similar a la lluvia ácida. [ cita necesaria ]
La Cordillera Cascade se extiende desde el norte de California hasta 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 Cascade varía desde 400 μeq L-1 hasta 57 μeq L -1 , [45] [53] todos los cuales se consideran de baja alcalinidad y sugieren que podría ser susceptible a la acidificación. [53] El pH de estos lagos osciló entre 7,83 y 5,62, y en esta región se considera que un lago acidificado tiene un pH inferior a 4,7. [53] Cascade Range fue evaluado más a fondo por subregiones ya que los entornos varían mucho. Se observó una alcalinidad más baja, 50–100 μeq L −1 , en regiones con poco suelo y rocas de granito , como las de Glacier Peak Wilderness y Mt. Rainier. [45] Se observó una mayor alcalinidad, 200–400 μeq L −1 , en regiones compuestas de basalto y andesita , como las cascadas occidentales. [45]
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 pasados y el destino futuro de los ambientes alpinos. Los propios lagos alpinos son reservorios únicos de datos paleoclimáticos, particularmente para comprender el clima en el Cuaternario tardío , ya que recopilan y almacenan datos geomorfológicos y ecológicos en sus sedimentos . [54] Estos registros del pasado permiten una mejor comprensión de cómo los lagos alpinos han respondido a la variabilidad climática. Por 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) a P orgánico dentro de los sedimentos lacustres se puede utilizar para determinar si los depósitos de sedimentos provienen de glaciares (mayor proporción de P mineral a orgánico) o de pendientes de escombros (menor proporción de P mineral a orgánico). Por lo tanto, el contenido de P del sedimento puede informar la actividad glacial y, por tanto, el clima en el momento en que se depositó el sedimento. 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 de P ricos en minerales (derivados de los glaciares), lo que concuerda con otros hallazgos de enfriamiento en el Holoceno . [55]
Las propiedades magnéticas de los sedimentos de los lagos alpinos también pueden ayudar a inferir la actividad glacial a alta resolución. [56] Cuando las propiedades magnéticas de los sedimentos del lago coinciden con las del lecho de roca, se puede deducir que hubo más movimiento de los glaciares, es decir, temperaturas más frías. Además de que los sedimentos son "detríticos" (erosión 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 prolongadas condujeron a un mayor crecimiento de plantas bentónicas, lo que se revela en más especies de diatomeas perífitas (que crecen en sustrato). Después del inicio de la Revolución Industrial , los conjuntos de diatomeas revelaron condiciones más ácidas que están asociadas con mayores concentraciones 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. [ cita necesaria ]