湖は、陸地に囲まれた水域のことです。 世界には何百万もの湖があります。 山や砂漠、平野部、海辺など、どの大陸にもあり、大きさもさまざまです。 中には数平方メートルしかない、裏庭に置けるような小さなものもあります。 このような小さな湖は、よく池と呼ばれる。 一方、海と呼ばれるほど大きな湖もあります。 ヨーロッパとアジアにあるカスピ海は世界最大の湖で、面積は37万平方キロメートル（14万3千平方マイル）以上です
また、湖の深さもさまざまです。 世界で最も深い湖は、ロシアのバイカル湖です。 その底は、場所によっては地表から2km近くもあります。 バイカル湖の面積は、北米の五大湖であるスペリオル湖の半分以下ですが、深さは約4倍、水量は五大湖の5つの湖を合わせたのとほぼ同じになります。 また、人が歩いて渡れるほど浅い湖もある。
湖にはさまざまな標高の場所がある。 ボリビアとペルーの間のアンデス山脈にあるチチカカ湖は、最も標高の高い湖の1つです。 標高は約3,810メートルです。 最も低い湖は、イスラエルとヨルダンの間にある死海です。 海抜は395m以上あります。
湖の水は、雨、雪、氷解け水、小川、地下水の浸透などから得られます。 ほとんどの湖は淡水を含んでいる。
すべての湖は開いているか閉じているかのどちらかである。 水が川や他の出口によって湖から出る場合、その湖は開いていると言われる。 すべての淡水湖は開放されている。 水が蒸発によってのみ湖から出る場合、その湖は閉鎖的である。 閉ざされた湖は、通常、塩分を含んだ状態になります。 これは、水が蒸発するときに、塩分を含む固形物が残るからです。 アメリカのユタ州にあるグレートソルトレイクは、北アメリカ最大の塩湖です。 海よりも塩分が高い。 グレートソルトレイクの周囲には、湖が蒸発して白い塩だけが残った干潟が広がっています。
特に北半球にある多くの湖は、約1万8000年前の最新の氷河期に、広大な土地を覆っていた氷河によって形成されました。 氷河が溶けると、その窪みに水がたまり、湖が形成されました。 氷河はまた、深い谷をつくり、溶けるときに大量の土や小石、巨石を堆積させました。 北米やヨーロッパには、氷河湖が点在しています。 アメリカのミネソタ州は、氷河湖の多さから「1万湖の国」と呼ばれています。 五大湖をはじめ、北米にある多くの湖は、主に氷河によってつくられたものです。
湖の盆地は、プレートテクトニクスによって地殻が変化し、座屈したり折れたりバラバラになったりしたところにできたものもあります。 地殻が壊れると、断層と呼ばれる深い亀裂ができることがあります。 このような断層は自然の盆地をつくり、そこに降った雨や小川が流れ込んで水をたたえることがある。 このような動きが海の近くで起こると、海の一部が地表の下から突き上げられた新しい陸の塊に閉じ込められることがあります。 カスピ海はこのようにしてできた海です。 バイカル湖も地殻変動によってできた湖です。 火山が活動を停止した後、その火口は雨や雪解け水で満たされることがあります。 また、噴火のときに火山の頂上が吹き飛ばされたり、崩れたりして、カルデラとよばれるくぼみができることもあります。 ここも雨水でいっぱいになり、湖になることがあります。 アメリカのオレゴン州にあるクレーター湖は、世界で最も深い湖の1つで、古代のマザマ山の火口丘が崩れてできたものです。 湖のなかには、川によってできたものもあります。 成熟した川は、蛇行と呼ばれる広いループを描きながら平野を行ったり来たりしていることが多い。 洪水時には、増水した急流が蛇行を回避し、水域を残すことがあります。 このような小さな湖は、その形が、牛が馬車や鋤を引くときに首にかけるU字型の枠に似ていることから、牛首湖と呼ばれます。
湖は、土砂、岩、または泥が丘や山を滑り落ちる地滑りや土石流によってできることもあります。
ビーバーが木の枝で作るダムは、川や小川を塞ぎ、大きな池や沼地を作ることがある。
人は、盆地を掘ったり、川や泉をせき止めて、湖を作る。 これらの人工湖は貯水池となり、灌漑や衛生、産業利用のために水を貯めることができる。 また、人工湖は、ボート遊びや水泳、釣りなどのレクリエーションにも利用されます。
人工湖は、ダムの水力発電所を通じて電気を供給することができます。 アメリカのアリゾナ州とネバダ州にあるミード湖は、大恐慌の時代にフーバーダムが建設されたときにできた湖です。 このダムは、予測不可能なコロラド川をコントロールするために建設され、アメリカ西部に電力を供給しています。
湖の化学的・物理的側面
湖の物理的特性に影響を与える主な要因には、温度、光、風の3つがあります。 温度と光は湖によって異なる。 水深、植物の成長、溶存物質、時間帯、季節、緯度などはすべて、湖水を通過する光の能力に影響を与える可能性がある。
光と風は湖の温度に影響を与える。 太陽光は水を温め、風は水を冷やします。 ほとんどの湖は温度成層と呼ばれるプロセスを経ている。 温度成層は、湖の3つの主要な層を指し、それぞれ異なる温度範囲を持っています。 湖の最も浅い層はエピリムニオンです。 中層はメタリン水層（サーモクライン）。 最も深い層はハイポリンニオンです。
湖で最も重要な化学物質は、窒素とリンです。 これらの化学物質により、栄養豊富な植物や藻類が成長する。 他の生物は、これらの植物や藻類を餌にして、複雑で健全な生態系を作り出します。
湖の化学物質は、生物学的、地質学的、および人間のプロセスによって影響されます。 藻類が急速に繁殖して、湖面下に栄養分が到達するのを妨げる「藻の大発生」のような生物学的現象によって、栄養分のバランスが変化することがあります。 近くの火山の噴火のような自然現象は、新しいガスや鉱物を取り込むことによって、湖の化学的側面を変化させることがあります。 また、工業や農業による有毒化学物質の持ち込みなどの汚染も、湖の化学的性質に影響を与えることがある。 湖は、生命を維持するために健康的な量の酸素を持たなければならない。 生命を維持するのに十分な酸素がない湖は、自然界に存在しない湖である。
pH値は、すべての物質の化学的性質である。 物質のpHレベルは、それが酸であるか塩基であるかを示す。 pHが7未満の物質は酸性であり、7以上の物質は塩基性である。 湖にはさまざまなpH値があり、生物はそれぞれの化学環境に適応している。 アフリカ五大湖の一つであるタンガニーカ湖は、非常に高いpHを持つ。 溶存ミネラルが豊富である。 タンガニーカ湖では、シクリッドなどの魚がよく育つ。 シクリッドの一種であるティラピアも、pHが非常に低い湖で成長することができる。 人間と同じように、青年期、成熟期、老年期、そして死と、さまざまなライフサイクルを歩んでいる。 すべての湖は、たとえ大きな湖であっても、湖底が土砂や植物で埋まるにつれて、徐々に姿を消していきます。 湖の自然な老朽化は、数百年、数千年という時間をかけてゆっくりと進行していきます。 しかし、人間の影響が及べば、わずか数十年で消滅してしまいます。
湖の植物や藻類はゆっくりと死んでいきます。 湖の上層の暖かく浅い水によって植物や藻類は分解され、やがて盆地に沈んでいきます。 湖底のほこりや鉱物が植物と結合し、堆積物となる。 雨が降ると、土や小石が湖底に流れ込みます。 魚や動物の死骸が湖底に積もる。 湖は、端から中央に向かって小さくなっていく。 やがて、湖は湿地、沼地、または湿地帯になる。 このとき、乾燥のスピードが劇的に遅くなるのだが、その理由は湖沼学の研究者にもわかっていない。 4074＞乾燥した湖底は、化石を発見し研究するのに最適な場所です。 ワイオミング州のフォッシルビュートのように、考古学者が古代の湖底を発掘することはよくあります。 単細胞のバクテリアから恐竜まで、生物の遺骸は、湖底の堆積物が周囲や上に積み重なることで、長い時間をかけて保存されました。 実際、地球上で最初の生物は湖で発生したと考える科学者もいる。
湖沼の分類
湖沼学者が湖沼を分類する基本的な方法は、湖沼の栄養分の量、水の混ざり具合、そしてどんな種類の魚が生息しているかという3つです。 一般に、湖の水が澄んでいるほど、栄養分は少なくなります。 栄養塩が多い湖は濁って見通しが悪く、栄養塩が多すぎて不健康な湖も含まれます。 湖には栄養分のバランスが必要なのです。
湖はまた、水がどのように混ざり合うか、または上部（エピリムニオン）から下部（ヒポリンニオン）へ変化するかによって分類することができます。 これを湖水ターンオーバーといいます。 湖の中には、一年中水が混じり合っている湖もあります（ほとんどが浅い湖）。 これらの湖では、湖水ターンオーバーはほとんどない。
深い湖では、大規模な湖水ターンオーバーが起こる。 中間層であるサーモクラインは、一年中混合し、ターンオーバーしている。 気候、栄養塩の変動、地震などの地質活動によって入れ替わる。 しかし、湖の主なターンオーバーは秋と春に起こり、湖の冷たい水と暖かい水が混ざり合い、再調整されます。 湖のターンオーバーを経験するほとんどの湖は二次湖であり、その水は年に2回、通常は秋と春に混ざり合う。
湖のターンオーバーは季節によって変化する。 夏の間、エピリムニオン、または表層は最も暖かい。 これは太陽によって加熱される。 最も深い層であるハイポリムニオンは、最も冷たい。 太陽の光は、この冷たく暗い層には届かない。
秋になると、暖かい表層水が冷え始める。 水が冷えると密度が高くなり、沈むようになる。 この冷たくて濃い水は、湖の底に沈む。 そのため、ハイポリンションの水が上昇することになる。
冬の間、エピリムニオンは風、雪、低い気温にさらされるため、最も冷たくなります。 ハイポリンミオンは最も暖かい。 地球によって断熱されている。 このため、冬の間、湖には氷が張り、魚はその下のやや暖かい液体の水の中を泳ぐのである。 春になると、湖の水は再び入れ替わり、冷たい表層の水は底に沈み、より暖かく密度の低い水が上へと押し上げられる。
湖を分類する最後の方法は、その湖にいる魚の種類によってである。 これは、漁業関係者がその湖でどんな種類の魚が釣れるかを特定するのに役立つ。 たとえば、ある湖を冷水湖と呼ぶと、釣り人は、冷水性の魚であるマスが釣れると期待できることを知ることができます。 湖を分類する他の方法として、湖が閉鎖的であるか、川や小川によって供給されているかどうかで分類する方法もある。 州はまた、湖を公共の利用に供しているものとそうでないものに分けている。
動植物は湖をどう利用するか
湖は野生動物の保護に重要である。 多くの鳥類の渡りの中継地や繁殖地として、また、さまざまな動物の避難所として利用されています。 微細な動植物から数百キロの魚まで、多様な生物のすみかとなっている。 湖に生息する最大の魚はチョウザメで、6メートル、680キログラム以上の重さになることもある。
湖岸に生える植物には、コケ、シダ、ヨシ、イグサ、ネコノメなどがあります。 カタツムリ、エビ、ザリガニ、ミミズ、カエル、トンボなどの小動物が植物の間に住みつき、水際の上でも下でも植物の上に卵を産みます。 岸から離れると、スイレンやホテイアオイなどの浮葉植物が繁茂していることが多い。 睡蓮やホテイアオイなどの浮き草は、空気で満たされた袋を持っているため、浮くことができる。 また、葉の下を出たり入ったりする小魚の隠れ家にもなっています。 水虫、甲虫、クモは水面や水面下を滑るように移動する。 小さな島や浮き草、倒れた丸太は、カメが体を温めるための日当たりのよい場所となります。
湖の近くには、コウモリやミンク、サンショウウオ、ビーバー、カメなどの半水生動物も生息している。 半水生の動物は水と陸の両方がないと生きていけないので、湖と岸辺の両方が重要である。
多くの種類の水鳥が湖に住み、あるいは繁殖や子育てのために集まっている。 アヒルは最も一般的な湖の鳥です。 その他、白鳥、ガン、ハシビロコウ、カワセミ、サギ、ハクトウワシなどがいる。
湖といえば、魚を思い浮かべる人が多いでしょう。 湖で見られる最も一般的な魚は、小さなシイナー、マンボウ、パーチ、バス、クラッピー、マスキー、ウォールアイ、パーチ、レイクトラウト、パイク、ウナギ、ナマズ、サケ、チョウザメなどである。 これらの多くは、人々の食料となる。
湖の利用方法
湖は、水循環の重要な一部であり、ある地域のすべての水が集まる場所である。 水は、特定の湖に流れ込むすべての小川や川である流域を通してろ過される。
湖は、さまざまな方法で人々にとって貴重な資源である。 何世紀にもわたって、湖は旅行や貿易のためのルートを提供してきた。 例えば、北米の五大湖は、穀物や鉄鉱石、石炭などの原材料を運ぶ船の主要な内陸ルートです。
農家は作物の灌漑に湖水を利用しています。 また、非常に大きな湖が気候に与える影響も農家を助けている。 水は陸地ほど急速に熱したり冷やしたりしないので、湖から吹く風は気候をより均一に保つのに役立つのです。 これが “湖沼効果 “です。 アメリカ・イリノイ州のシカゴ市は、この湖沼効果の恩恵を受けている。 シカゴはミシガン湖のほとりにある。 イリノイ州の西部で雪が降っていても、シカゴは少し暖かいことが多いのです。
湖沼効果は農家を助けることができる。 秋になると、湖は土地に暖かい空気を送り込み、季節を長持ちさせて、農家が作物を育て続けられるようにします。 春には、湖から吹く涼しい風のおかげで、植物が早く成長しすぎず、春先の霜で若い作物が枯れてしまう心配もありません。 人工湖は、干ばつ時に備えて水を蓄えておくために使われる。 ダムによって形成された湖は、水力発電のエネルギー源にもなる。 湖の水を利用して発電機を動かし、電気をつくります。
湖はとても美しいので、レクリエーションや行楽地として人気があります。 人々はその輝く水を求めて、ボート、水泳、水上スキー、釣り、ヨット、そして冬にはアイススケート、アイスボート、アイスフィッシングを楽しみます。 湖の近くには多くの公園があり、人々はピクニックやキャンプ、ハイキング、サイクリングを楽しみ、湖がもたらす野生生物や景色を満喫している。 たとえば、ウロス族と呼ばれる先住民は、何世紀にもわたってアンデス山脈のチチカカ湖に住んでいます。 湖はウロ族に必要なものをほぼすべて供給している。 4074＞また、ウロス族はチチカカ湖に生える葦を使って、浮き島を作って住んでいます。 島の厚さは2メートルほどです。 その島で、葦の家を建て、葦の寝袋、籠、漁船、帆を作ります。 また、ヨシの根やセロリのような茎を食べる。
Lake Health: アオコ
湖は自然に老化し死んでいくものですが、人間は水を汚すことによってその過程を早めてきました。 多くの湖を脅かしている大きな問題は、アオコです。 アオコは「アオミドロ」とも呼ばれ、青緑色、青、緑、赤紫色、褐色などの色をしていることがあります。 アオコは水面にとどまり、マットのようなものを形成します。 条件が整えば、藻類は急速に増殖します。 アオコは他の生物に食べられないので、本当の藻類とは異なります。 アオコは他の生物に食べられないので、食物網の重要な構成要素です。アオコは小さな動物にエネルギーを供給し、それを魚が食べ、その魚を他の魚や鳥、動物、人が食べるからです。
アオコはシアノバクテリアとも呼ばれますが、食物網の一部ではありません。 湖の生態系に貢献することなく、重要な栄養分を使い果たします。 それどころか、藻の繁殖は湖を窒息させ、魚や他の生物が生存するために必要とする酸素を使い果たします。 植物はより早く枯れ、湖底に沈み、湖の流域を埋め尽くします。 また、アオコが密集して光が透過しなくなり、化学的性質が変化し、水面下に生息する生物種に影響を与えることもあります。
アオコが発生すると、水が汚染されます。 有毒な水は、動物を殺し、人間を病気にする可能性がある。 アオコは新しい問題ではありません。 科学者たちは、数百年前からその証拠を発見しています。
富栄養化とは、湖の栄養分が多すぎて、アオコが発生することです。 どのようにして、過剰な栄養塩が湖に流れ込むのでしょうか？ 町や都市からの下水はアオコの爆発的な繁殖を引き起こし、工場からの廃棄物は湖に流れ込み、湖を汚染することがあります。 農場、ゴルフ場、公園、そして近所の芝生から出るリン系肥料が湖に流れ込み、湖を汚染することもあります。 リンは地中に染み込み、最終的には湖に到達します。 リンは湖にとって重要な栄養素ですが、多すぎるとアオコが発生しやすくなるので、あまり良いことではありません。
アオコはどのように防いだり減らしたりすればよいのですか？ 家庭でできることは、リンを含まない肥料を使い、必要なところだけに肥料を与えることです。 芝生の刈り込みや落ち葉が側溝に流れ込むのを防ぎ、自生している植物で緩衝材を維持すれば、水をろ過し、ゴミが流されるのを食い止めることができます。 浄化槽に水漏れがないことを確認し、家庭用化学物質（ペンキなど）を安全に処理し、土壌を侵食する活動を最小限に抑えることも、アオコの蔓延を防ぐのに役立ちます。
工場や農場から出るリンや化学物質をコントロールするのは、もっと複雑です。 市民は、企業や選出された指導者と協力して、流出量や水質汚染を減らす手助けをする必要があります
湖の健康。
湖の健康：外来種
植物や動物の種が、本来生息していない場所に移動された場合、その種は外来種と呼ばれます。 その種が生態系の自然なバランスを崩すと、その種は侵略的と呼ばれます。 外来種は、在来種と同じ資源を奪い合うことで、湖の生物に害を与える可能性があります。 新しい食料源に導入されると、外来種は急速に増殖し、在来種よりも外来種の方が多くなるまでに、役に立つ在来種を駆逐してしまうのです。
外来種は、湖の自然生息地を変えてしまうことがあり、これが起こると生物学的汚染物質として知られています。 外来種がいったん湖に持ち込まれると、それを取り除くことはほとんど不可能です。
そもそも、外来種はどのように侵入するのでしょうか。 外来種の動植物は、ほとんどの場合、人間によって持ち込まれます。 人々が水路を頻繁に利用するようになると、ある地域から別の地域へと不注意に生物を移動させてしまうことがあります。
米国の侵略的水生植物であるユーラシアン・スイカズラなどの植物は、ボートや衣類、ペット、器具、乗り物に付着することがあります。 トゲウオノミのような小動物は、カヤックやその他のレクリエーション用具に飛び込んで、気づかれないように移動することがあります。
また、ある国から別の国へ物資を運ぶ大型船によっても、種が運ばれてきます。 これらの船は、海を渡るときに船を安定させるためにバラスト水を取り込みます。 目的地に着くと、バラスト水を放出します。 このバラスト水には、船がバラストを積む際に偶然に捕獲した外来種が含まれている可能性があります。
湖沼における最も有名な外来種は、ヨーロッパとアジアの黒海とカスピ海に生息する小さな軟体動物であるゼブラ貝でしょう。 1980年代後半に、北米の五大湖のいくつかでゼブライガイが発見されました。 それ以来、ゼブライガイはアメリカのルイジアナ州からカナダのケベック州までの湖に広がっている。 ゼブライガイは在来の植物や動物に壊滅的な打撃を与える。 科学者の中には、ゼブラ貝が一種の病気を媒介し、それを食べた鳥が命を落とすと言う人もいます。 ゼブライガイは非常に速く増殖し、パイプを詰まらせます。 水力発電のダムや浄水場など、水を利用する工場の機械に害を与える。 船やドック、アンカー、ブイなども、侵入したゼブライガイによって破壊されています。
地域社会では、侵入種の影響を減らすための取り組みが行われています。 多くの州では、外来種の販売や輸送を禁止する法律が制定されています。 人々は、自分のボートやその他の設備に野生生物がいないか点検することが推奨されています。 ボートに乗る人は、水域を離れる前に、植物、動物、泥を取り除く必要があります。 また、ボートから水を排出する必要があります。 ボートや機器、そして人も水洗いすることで、有害な種の移行を減らすことができます。 また、食べ残しの餌を処分し、在来種でない可能性のある種を見かけたら報告すること。 このような取り組みが、湖の生息環境を健全に保つ上で大きな違いとなるのです。
湖の健康：酸性雨
今日の湖に対するもうひとつの大きな脅威は、酸性雨です。 一部の酸は、純粋な雨であっても自然のものです。 このわずかに有毒な化学物質は、岩石や土壌をゆっくりと風化させます。 しかし、酸性雨は人間の活動によって引き起こされ、有害です。 工場や石炭火力発電所、自動車の排気ガス、家庭の炉などから出る有毒ガスが原因です。
酸性雨の主成分である窒素や硫黄は空気中を上昇し、風によって数百キロメートルも運ばれることがあります。 これらのガスが雲中の水分と混ざると強い酸を形成し、酸が雨や雪となって湖に降ると魚や植物などの生物を殺してしまうのです。 また、酸性雨は人間にも影響を与え、喘息や気管支炎を引き起こし、肺の組織を損傷させることもある。 水銀の毒性であるメチル水銀は、酸性雨との関連が指摘されています。 この水銀を多く含む魚を食べると、妊婦や高齢者、子どもには特に有害です。
湖や土壌は通常レベルの酸を中和することができますが、酸性雨は強すぎて湖が対抗することができません。 最終的に、酸性雨は湖を無菌状態にし、生気を失わせる。 今日、米国、カナダ、ヨーロッパの一部で、酸性雨のために死んだり干上がったりしている湖がたくさんあります。
酸性雨を抑制するために、いくつかの措置がとられています。 1990年に米国議会で可決された大気浄化法（Clean Air Act）です。 これは、すべての電力会社に、2000年までに有害物質の排出量を40％削減することを義務づけたものです。 家庭では、古い炉を取り替える、使わないときは電子機器の電源を切る、夏場はエアコンを使わず扇風機を使ったり窓を開けたりすることで、この問題を解決することができます。 また、コンパクト蛍光灯（CFL）やエネルギー効率のよい車を使うことも、大気中に放出される汚染物質の量を減らすのに役立ちます。
湖は、地球の資源の中で最も貴重で最も美しいものの一つです。 今日、私たちが湖から受けている多くの恩恵を提供し続けるには、湖を汚染から守り、きれいに保たなければならないというのが、ほとんどの専門家の意見です
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