水涨了起来像埋伏的捕食者一样摔在沙滩上。然后它退了出去,又回来了。海浪一次又一次地袭击海滩,并在附近的混凝土防波堤上爆炸。白色的海鸥在昏暗的天空中显得格外显眼,它们奋力在数百英里外的开阔水域上奋力停留。美国国家气象局(National Weather Service)发布了大风警报,该警报仅用于海洋的位置.但这一风向警告并不针对科德角或加州海岸,汹涌的海浪喷出的浪花也不咸。这幅暴风骤雨般的海边景象是在一个春日里,在一个离最近的海洋很远的湖边展开的。

北美中部的五大湖——苏必利尔湖、密歇根湖、休伦湖、伊利湖和安大略湖——总面积近10万平方英里,海岸线加起来接近1万英里。它们拥有地球上超过五分之一的未冻淡水,跨越国际边界,每年帮助运输价值超过150亿美元的货物。他们甚至有自己的美国海岸警卫队区,这是唯一一个有这种区别的湖泊。国民警卫队的救援队一直很忙:苏必利尔号和它的兄弟姐妹们能够抵御风暴潮、离岸流、海啸、巨浪,独特的极端天气现象和破坏性的海浪。他们已经夺去了6000多艘船只,超过了墨西哥湾和黑海的总和。那么我们真的应该称它们为大内海吗?

“你得到的最准确的答案是,‘我不知道,’”即将出版的新书的作者约翰•理查德•塞勒(John Richard Saylor)说湖泊:它们的诞生、生存和死亡.“我确实认为这归结为语义问题,也就是你想称之为‘海洋’的东西。”

对许多人来说,五大湖确实比湖泊更大。例如,美国环境保护署将它们描述为“广阔的内陆淡水海”。2017年的重要论文湖泊与海洋学由一些最有影响力的湖泊研究人员撰写的报告也将这些湖泊称为“内海”。但海的构成因来源而异。

苏必利尔州、密歇根州、休伦湖、伊利湖和安大略省(从左到右)拥有地球上超过五分之一的淡水。
苏必利尔州、密歇根州、休伦湖、伊利湖和安大略省(从左到右)拥有地球上超过五分之一的淡水。NASA地球天文台/公共领域

例如,你可能会把海洋和盐水联系起来,但“水是咸的还是新鲜的,并不能把湖泊和海洋完全分开,”明尼苏达大学德卢斯分校大湖天文台主任、2017年论文的合著者之一罗伯特·斯特纳(Robert Sterner)说。“许多湖泊是含盐的,有些甚至比海洋还含盐。波罗的海非常新鲜,尤其是在它的源头附近。”

一般来说,海洋是由大小和边界来定义的,但从那里开始,事情就变得模糊了。例如,美国国家海洋和大气管理局(NOAA)描述了海洋比海洋小,至少部分被陆地包围马尾藻海它位于大西洋中心,由周围的洋流决定,是一个例外)。《韦氏词典》就有6个以上“海”这个词的定义包括“一个内陆水体”,以里海为例。然而,大多数科学家实际上认为里海是一个湖,因为它被陆地包围,与海洋没有联系。“总的来说,我认为里海没有被列入地球上最大的湖泊名单主要是出于文化原因,而不是科学原因,”斯特纳说。

让我们把水弄得更浑一点:死海是一个咸水湖,墨西哥湾和哈德逊湾都是海。同时,越来越多的科学家相信红海实际上可能是一个年轻的海洋

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输入错误这艘船于1899年在休伦湖北部沉没,是桑德湾国家海洋保护区中很受欢迎的沉船,也是五大湖认领的6000多艘船只之一。美国国家海洋和大气管理局,CC BY 2.0

回到中西部,即使是对五大湖了解最久的人也没有确定它们到底是什么。这些湖泊本身在一万多年前开始出现,当时在最后一个冰河时代结束时,在陆地上雕刻出盆地和裂缝的一英里高的冰川退缩了。融化的水填满了留下的洼地,在几千年的时间里,形成了最初的沼泽地区,然后是更深的水体——人类在那里见证了这一切。一个2021年发表在期刊上的论文PaleoAmerica描述了在贝尔森的初步研究,贝尔森是密歇根州的一个遗址,可能有13000年的历史,代表了五大湖地区最早的人类证据。也是在2021年,在杂志上《公共科学图书馆•综合》另一组研究人员描述了在休伦湖湖底发现的9000年前的黑曜石薄片,这是工具制造的证据。有趣的是,这种材料的化学成分表明,火山玻璃起源于俄勒冈州中部,向西约2500英里,这暗示着当时大陆上有广泛的旅行和贸易网络。

虽然这些早期人类的语言不为人所知,但在过去的几千年里,五大湖一直是几个美洲原住民和第一民族的家园,其中大多数人在文化和语言上都属于阿尼什纳贝人。这一术语涵盖了分散在广泛和不同地理区域的许多社区,但在如何看待五大湖方面,它们之间存在连续性。

“我把Anishinaabe称为不同民族的联盟,其中包括Ojibwe, Potawatomi和Odawa,但也包括Menominee, Saulteaux, Meskwaki, Kickapoo, Shawnee, waabanaki -所有这些部落都说同一种语言的不同方言,”Michael Waasegiizhig Price说,他是威斯康星州大湖区印第安人鱼类和野生动物委员会的传统生态知识专家。普莱斯指出,该地区有不同的方言,也有不同的拼写法——口语的书写方式,包括拼写和大写。每个湖也有一个特定的名字,但是,当一般谈论五大湖之一时,阿尼什纳贝人说gichigamigichi-gami,或chigamiing,这取决于方言,都翻译为“大或大的水体”。不管它的意思是“湖”还是“海”,嗯……非殖民化地图集普莱斯引用的报告将五大湖称为“五大淡水海但他对此表示反对。

他说:“至于‘海’这个词,我认为这是欧洲人带到这里的殖民词汇。”“今天,一些阿尼什纳布人把五大湖称为内海,但这是我们语言的一个新演变——英语正在影响我们使用土著语言的方式。”

所以,语言之间的语义仍然不精确,但科学呢?研究五大湖的人认为它们是内海吗?答案是响亮的“有点”。

大湖天文台的斯特纳和其他许多研究这些湖泊的科学家一样,把它们称为“劳伦森五大湖”。这是对它们诞生于劳伦泰德冰盖残余物的认可,并将它们与东非大裂谷地区的大湖区区分开来,在东非大裂谷地区,板块构造正在缓慢地将大陆分开。他指出,中西部的湖泊在某些方面更接近海洋。“地球自转是控制大湖泊水流的重要力量,而不是小湖泊。这是大型湖泊与海洋共有的特征,但我不知道你是否会说这使它们成为海洋,”斯特纳说,并补充道,“我认为不是。”

科学家们可能不会把大湖归类为海洋,但他们经常把它们当作海洋来研究。

位于密歇根州安娜堡的美国国家海洋和大气管理局大湖环境研究实验室(GLERL)的首席研究员劳伦·弗莱(Lauren Fry)说:“这里的建模人员研究的是洋流、波浪和冰等问题。”事实上,五大湖的野外工作通常是使用为海洋学设计的设备进行的,包括远程操作的车辆,称为探空仪的深水探测器,以及改装的海洋船只,如R / VNeeskay这是一艘钢壳的前陆军t型艇,为威斯康星大学密尔沃基分校的淡水科学学院全年在密歇根湖进行研究。

在休伦湖的萨吉诺湾,美国国家海洋和大气管理局的一个小组部署了浮标,这将有助于提供实时海岸监测,类似于海洋观测。
在休伦湖的萨吉诺湾,美国国家海洋和大气管理局的一个小组部署了浮标,这将有助于提供实时海岸监测,类似于海洋观测。NOAA GLERL

对于一些研究五大湖的人来说,相对大小是一个决定性因素,尤其是苏必利尔湖,它是世界上表面积最大的湖泊(除了更大的里海——如果你愿意称之为湖泊的话)。“与美国其他水体相比,我肯定会把它归类为内海,”明尼苏达大学德卢斯分校的水资源科学家特索·科克(Teso Coker)说。“当我向海外的同事展示苏必利尔湖的视频和图片时,他们都说,‘那是一片海!’”

然而,弗莱不会把五大湖称为内陆海——至少在科学上是这样。尽管这些湖泊规模庞大,但它们对周围陆地上发生的事情却有很大的影响,而海洋则不然。例如,排入湖泊的降水和径流会显著影响湖泊的水位、化学成分和其他特征。

“作为一名水文学家,我不得不说,由于陆地表面对湖泊的影响,我认为很难把它称为内海,”弗莱说。像大多数研究湖泊的科学家一样,她把它们称为一个单一的系统。“我把它叫做一个由水道连接起来的大湖系统。”

但是,弗莱补充说:“根据我戴的是水文学家的帽子还是登山帽,我可能会属于不同的阵营。我是一名桨手,就安全而言,你必须把它想象成你在海上。真的是很大的水。我们有离岸流。我们有风暴潮。我们有海啸。”

是的,海啸至少在五大湖都有记录,meteotsunamis它与地震和山体滑坡等地震事件引发的海啸具有相同的特征。顾名思义,气象海啸是由强风暴和其他极端气象事件产生的。它们穿过大片水域,在冲上岸之前,会在浅滩上爬高或放大。气象海啸往往比地震海啸更小,破坏力更小,但仍然很危险:1954年6月,密歇根湖发生了一次这样的海啸造成7人死亡在芝加哥。

对五大湖科学来说,研究气象海啸是一个相对较新的领域:多年来,这种现象被归类为海啸事件,类似潮汐的情况也可能发生在所有五个湖泊。Seiches基本上是整个湖的水在几个小时甚至几天内来回晃动。

弗莱说,风暴在伊利湖上特别常见,伊利湖的西南向东北方向排列,就像该地区大多数天气系统的路径一样。“一开始,风暴潮只是在一端堆积,”弗莱说。“你可能在布法罗,那里的水位会比托莱多高几英尺。”最终,水流向托莱多,然后又流回来,它的能量随着时间的推移而消散。

苏必利尔湖因另一种危险的波浪而臭名昭著:成群的流氓浪。这些异常巨大的海浪通常被称为“三姐妹”,因为它们似乎是三重奏,第二波和第三波淹没了一艘船,然后它才从第一次袭击中恢复过来。虽然科学家们仍在试图了解这些波浪是如何形成的,但这种现象与1975年的悲惨损失有关埃德蒙·菲茨杰拉德;在这艘船沉没前不久,附近另一艘船的船长报告说,他接连被30到35英尺高的巨浪击中;巨浪正朝着那艘注定要沉没的货轮的方向袭来。

<em>埃德蒙·菲茨杰拉德</em> 1971年,四年前,它在一场风暴中沉没在苏必利尔湖,可能是被不可预测的湖的“三姐妹”巨浪现象所淹没。29名机组人员全部遇难。
埃德蒙·菲茨杰拉德1971年,四年后,它在一场风暴中沉没在苏必利尔湖,可能是由于湖中不可预测的“三姐妹”巨浪现象而沉没的。29名机组人员全部遇难。绿色火星,CC BY-SA 3.0/Wikimedia

事实上,将五大湖描述为内陆海的最有力的理由可能是提醒公众它们构成的潜在威胁。关于五大湖每年有100人溺水

“当人们来到苏必利尔湖划皮艇或划船时,这与在小湖上的体验大不相同,”威斯康星海洋基金的气候和旅游推广专家娜塔莉·金说。“它们可能非常危险。尊重五大湖的力量非常重要。”

中国总部设在苏必利尔湖的西南端城市苏必利尔湖。(她的组织的名字本身就暗示了五大湖的特殊地位:海洋赠款是一个由大学、联邦和州合作伙伴组成的全国性网络,主要分布在大西洋和太平洋沿岸,研究和保护沿海资源。)她目前正在为苏必利尔湖(Lake Superior)开展一项皮划艇安全运动,虽然她认为正式更名并不合适,但她看到了强调其海洋特质的价值。

他说:“归根结底,问题是我们如何保证人们的安全,我们如何传达这些湖泊是不可预测的,可能会发生非常危险的情况。”

对五大湖的观感,最终取决于旁观者的看法。以墨西哥湾或黑海为模型,即使是强大的苏必利尔湖也显得很小。但是当你在暴风雨中被抛在五大湖的船上时,你会发誓你是在开阔的海洋上。

苏必利尔湖袭击了明尼苏达州的海岸线。
苏必利尔湖袭击了明尼苏达州的海岸线。莱恩·肯尼迪/盖蒂图片社

“对我来说,湖和海的区别更多的是语言和文化,而不是科学,”斯特纳说。

他补充说:“我被把大湖想象成海洋的浪漫所吸引,这样提到它们当然说明了一个重要的观点,即大湖在重要方面与地球上大多数湖泊不同。”“但我的观点是,将大型湖泊(比如爱琴海)与其他较小的湖泊混为一谈,并没有无懈可击的科学逻辑。”

明尼苏达大学的科克认为,五大湖“自成一类”。也许不是湖泊不符合我们的定义,而是我们的语言无法描述它们独特的性质。

“Chigamiing或gichi-gami是比sea或ocean更古老的词,”Price说。“在我看来,大湖和内海没有什么区别——两者都是一样的。”