البحيرات العظمى

ما هي البحيرات العظمى؟

البحيرات العظمى هي مجموعة من بحيرات المياه العذبة العميقة في شرق ووسط أمريكا الشمالية، تضم بحيرات سوبيريور وميتشيغان وهورون وإيري وأونتاريو، وإنها واحدة من السمات الطبيعية العظيمة للقارة والأرض، فعلى الرغم من أن بحيرة بايكال في روسيا بها حجم أكبر من المياه، فإن المساحة المشتركة للبحيرات العظمى حوالي 94،250 ميلاً مربعاً (244106 كيلومترات مربعة) تمثل أكبر سطح للمياه العذبة في العالم، وتغطي مساحة تتجاوز مساحة المملكة المتحدة.

يمتد حوض الصرف الخاص بهم الذي تبلغ مساحته حوالي 295710 ميلاً مربعاً (والذي يشمل مناطق البحيرات نفسها والممرات المائية المتصلة بها) ما يقرب من 690 ميلاً من الشمال إلى الجنوب وحوالي 860 ميلاً من بحيرة سوبيريور في الغرب إلى بحيرة أونتاريو في الشرق، وباستثناء بحيرة ميشيغان توفر البحيرات حدوداً طبيعية بين كندا والولايات المتحدة، وهي حدود استقرت بموجب معاهدة المياه الحدودية لعام 1909، وهو مصدر فخر لكلا البلدين، حيث لا توجد تحصينات أو سفن حربية على طول الحدود.

وبشكل فردي تعد البحيرات من بين أكبر 14 بحيرات في العالم، لقد لعبوا دوراً مركزياً في الاستعمار الأوروبي لأمريكا الشمالية وتنميتها ولعقود اجتذبت الناس والصناعة، حيث أن بحيرات إيري وأونتاريو والجزء الجنوبي من بحيرة ميشيغان محاطة الآن بتجمعات سكانية كبيرة، ومع ذلك لم تستفد البحيرات من هذا التطور، وقد تضررت بشدة من التلوث، فقد وصل القلق بشأن مصير البحيرات إلى ذروته في أواخر القرن العشرين، حيث تقوم كل من الولايات المتحدة والحكومات الكندية والأفراد بالتحقيق في طرق عكس عواقب سنوات من سوء استخدام مياه البحيرات.

تشكل البحيرات العظمى الجزء الغربي من نظام سانت لورانس الهيدروغرافي الأكبر، حيث يمتد هذا النظام بشكل عام باتجاه الشرق من نهر سانت لويس في مينيسوتا (الذي يصب في بحيرة سوبيريور) عبر البحيرات ونهر سانت لورانس، ويصب في المحيط الأطلسي عند خليج سانت لورانس.

خصائص البحيرات العظمى:

لم يتم تحديد عمر منطقة البحيرات العظمى بعد، حيث تتراوح التقديرات ما بين 7000 و32000 سنة، فقد بدأ الماء يملأ الأحواض المتجمدة بالجليد بمجرد انحسار الجليد منذ حوالي 14000 عام، ومن المقبول عموماً أن بحيرة إيري وصلت إلى مستواها الحالي منذ حوالي 10000 عام، وبحيرة أونتاريو قبل حوالي 7000 عام، وبحيرات هورون، ميتشيغان وسوبريور منذ حوالي 3000 عام.

التكوين الحالي لحوض البحيرات العظمى هو نتيجة حركة الأنهار الجليدية الضخمة عبر وسط القارة، وهي عملية بدأت منذ حوالي مليون سنة خلال عصر البليستوسين، تشير الدراسات في منطقة (Lake Superior) إلى وجود نظام نهري ووديان تشكلت بسبب التعرية المائية قبل العصر الجليدي، ممَّا لا شك فيه أن الأنهار الجليدية جابت هذه الوديان، ممَّا أدى إلى توسيعها وتعميقها وتغيير الصرف الصحي في المنطقة بشكل جذري.

يُسمَّى التجلد الأخير في أمريكا الشمالية بمرحلة ويسكونسن الجليدية؛ لأنه ترك العديد من التضاريس والرواسب الجديدة في تلك الحالة، وعندما ذاب الغطاء الجليدي وانحسر منذ حوالي 14000 عام، تم إنشاء الأجزاء الأولى من البحيرات العظمى، حيث أن بحيرة شيكاغو في ما يعرف الآن بحوض بحيرة ميشيغان الجنوبي وبحيرة ماومي في غرب بحيرة إيري الحالية والأراضي المنخفضة المجاورة، استنزفت في الأصل جنوباً في نهر المسيسيبي عبر مجاري إلينوي واباش على التوالي.

مع استمرار التراجع الجليدي تم تجفيف بحيرة ماومي في بحيرة شيكاغو عبر واد يحتوي الآن على نهر جراند في ميشيغان، وفي نهاية المطاف تم إنشاء الصرف إلى الشرق وإلى المحيط الأطلسي، في وقت واحد أسفل وديان نهري الموهوك وهدسون ثم على طول مجرى نهر سانت لورانس العلوي، وفي إحدى مراحل ارتفاع المياه، شكلت مياه حوض هورون وميتشيغان بحيرة كبيرة واحدة بحيرة ألجونكوين، وفي الوقت نفسه استنزفت بحيرة دولوث الواقعة في حوض البحيرة الغربي الممتاز إلى نهر المسيسيبي.

تسبب وزن الغطاء الجليدي في ضغوط هائلة على قشرة الأرض، ومع تراجع الغطاء الجليدي تعرضت المناطق المنخفضة والمنخفضة الجليدية، مثل المنطقة الواقعة إلى الشرق من خليج جورجيا، ومنذ حوالي 10000 عام من الواضح أن البحيرات العليا تم تصريفها عبر هذه المنطقة عبر وادي نهر أوتاوا، وانخفضت مستوياتها بشكل كبير، وبعد إزالة وزن الجليد بدأت الأرض (أي مخرج البحيرات) في الارتفاع، ممَّا أدى إلى إغلاق بعض المنافذ والسماح لمستويات المياه في البحيرات بالارتفاع ببطء، حيث احتلت أكبر بحيرة ما بعد العصر الجليدي (Nipissing) أحواض هورون وميشيغان وسوبريور، كما توقف الصرف عبر وادي نهر أوتاوا، وتم إنشاء التدفق الخارجي من البحيرات العليا عن طريق نهري سانت كلير وديترويت إلى بحيرة إيري، واستمر الرفع بمعدل قدم واحد (30 سم) كل 100 عام، فيتضح هذا من مصبات الأنهار الغارقة في بحيرات إيري الغربية وسوبريور.

تم العثور على مجموعة واسعة من أنواع الصخور والرواسب في منطقة البحيرات العظمى؛ بسبب مساحتها الواسعة وأصلها الجليدي، حيث تغطي الصخور القديمة للدرع الكندي جزءاً من حوضي (Superior ،Huron)، بينما تشكل الصخور الرسوبية القديمة من حقب الحياة القديمة باقي الأحواض، وهناك نتوءات من الحجر الجيري ورواسب كبيرة من الرمال والحصى، وعادة ما تكون بالقرب من الشاطئ، كما توجد الطين الجليدي والرواسب العضوية في المناطق العميقة.

تتدفق البحيرات من الغرب إلى الشرق تقريباً، وتصب في المحيط الأطلسي عبر الأراضي المنخفضة في سانت لورانس، باستثناء بحيرتي ميشيغان وهورون، وهما بحيرة هيدرولوجية واحدة، تنخفض ارتفاعاتهما مع كل بحيرة، ممَّا يتسبب عادةً في زيادة معدل التدفق تدريجياً.

بحيرة سوبيريور التي تحدها أونتاريو وشبه جزيرة ميشيغان وويسكونسن ومينيسوتا العليا، هي البحيرة الواقعة في أقصى الشمال والغرب ويمكن اعتبارها منابع النظام، حيث أنها أعمق بحيرة (متوسط ​​العمق 483 قدماً [147 متراً])، وتقع على ارتفاع 600 قدم فوق مستوى سطح البحر، وتصب في بحيرة هورون عبر نهر سانت ماري بمعدل 75600 قدم مكعب (2141 متراً مكعباً) في الثانية، والحجم الهائل لهذه البحيرة (أعمق نقطة لها 732 قدماً تحت مستوى سطح البحر) يعني أن لديها وقت احتجاز يبلغ 191 عاماً.

تقع بحيرة ميشيغان جنوب بحيرة سوبيريور ويحدها شبه جزيرة ميشيغان وإنديانا وإلينوي وويسكونسن العلوية والسفلية.، حيث يبلغ متوسط ​​عمقها 279 قدماً، ويبلغ متوسط ​​منسوب المياه 577 قدماً فوق مستوى سطح البحر، وتتدفق مياهها شمالاً إلى بحيرة هورون عبر ممر عميق عند مضيق ماكيناك بسرعة 47800 قدم مكعب في الثانية.

تقع بحيرة هورون على نفس ارتفاع بحيرة ميشيغان وهي أكبر قليلاً، ومع ذلك يبلغ متوسط ​​عمقها 195 قدماً فقط، حيث يحدها أونتاريو وميتشيغان، ويبلغ متوسط ​​التدفق الخارج 183000 قدم مكعب في الثانية عبر نهر سانت كلير، والحوض الضحل لبحيرة سانت كلير ونهر ديترويت إلى بحيرة إيري.

بحيرة إيري تحدها أونتاريو ونيويورك وبنسلفانيا وأوهايو وميتشيغان السفلى، فإنها أضعف منطقة في البحيرات العظمى، ويبلغ متوسط ​​عمقها 62 قدماً، حيث ينحدر الحوض من الغرب إلى الشرق بعمق 24 قدماً و210 قدماً على التوالي، كما تقع على ارتفاع 569 قدماً، وتصرف مياهها بمتوسط ​​تدفق يبلغ 202 ألف قدم مكعب في الثانية، المسار الطبيعي للتدفق هو على طول نهر نياجرا ويتضمن غطساً سريعاً فوق شلالات نياجرا قبل أن تصل المياه إلى بحيرة أونتاريو، ويتم تحويل بعض المياه من بحيرة إيري إلى بحيرة أونتاريو عبر قناة ويلاند.

تمتلك بحيرة أونتاريو أصغر مساحة سطحية في النظام، ومع ذلك فإن لها ثاني أكبر متوسط ​​للعمق 283 قدماً، حيث يقع بين أونتاريو ونيويورك على ارتفاع 243 قدماً، ويصب في نهر سانت لورانس بمعدل 242 ألف قدم مكعب في الثانية، فإن مستجمعات المياه في البحيرات العظمى ليس نظاماً هيدرولوجياً مغلقاً، فقد خلق البشر عمليات تحويل مباشرة وغير مباشرة للمياه خارج مستجمعات المياه واستخدام المياه بشكل استهلاكي، فالغالبية العظمى من فقدان المياه المستهلكة تترك النظام كبخار من أبراج التبريد في محطات الطاقة.

ومع ذلك يتم تحويل المياه مباشرة من الحوض إلى قنوات في شيكاغو، حيث تدخل المياه في مجاري نهر ديس بلاينز ونهر إلينوي، ويكاد يكون موازنة هذا التحويل الخارجي هو تحويل المياه إلى الحوض من مستجمعات المياه في خليج هدسون عبر بحيرة لونغ ونهر أوجوكي إلى بحيرة سوبيريور، وقد تؤثر عمليات التحويل والاستخدامات الاستهلاكية هذه على مستويات المياه في منطقة البحيرات العظمى، وبذلك تؤثر بشكل غير مباشر على إمكانية إنتاج الطاقة الكهرومائية في شلالات نياجرا.

وتشكل مستويات المياه أيضاً مصدر قلق لأصحاب العقارات الساحلية، حيث تسبب المستويات المرتفعة تآكل الشواطئ وانخفاض المستويات يثير مخاوف بشأن عمليات الشحن وقوارب الترفيه على طول الشواطئ، وتتم مراقبة مستويات المياه في منطقة البحيرات العظمى من قبل اللجنة الدولية المشتركة للولايات المتحدة وكندا، تتلقى البحيرات في النهاية إمداداتها المائية من هطول الأمطار، الذي يزداد من الغرب إلى الشرق ومن الشمال إلى الجنوب.

ويبلغ متوسط ​​هطول الأمطار السنوي في حوض بحيرة سوبيريور 30 ​​بوصة (760 ملم)، وفي بحيرتي هورون وميتشيغان 31 بوصة، وفي بحيرات إيري وأونتاريو يبلغ 34 و36 بوصة على التوالي، حيث يُفقد ما بين 65 و85 في المائة من هطول الأمطار السنوي عن طريق التبخر، وتحدث النسبة الأكبر في بحيرة إيري (تستقبل إيري معظم مياهها من بحيرة هورون)، كما تدخل بعض المياه بحيرة سوبيريور من نظام تصريف خليج هدسون عبر تحويل نهر (Long Lake – Ogoki)، بينما يتم تصريف المياه من بحيرة ميشيغان عبر قناة (Chicago Sanitary and Ship) وتحويل نهر شيكاغو.