Калифорнийские золотые русины середины 19 века представляют собой один из самых преобразующих эпизодов в американской истории, вызывая массовый приток людей, капитала и технологий в горы Сьерра-Невада.В то время как поиски золота принесли огромное богатство и помогли продвинуть Калифорнию к государственности, это также вызвало глубокие и длительные экологические изменения ландшафта региона, водных систем и экосистем.Понимание экологических последствий этого лихорадочного периода имеет важное значение для оценки как хрупкости горной среды, так и проблем современных усилий по восстановлению, которые продолжаются по сей день.

Исторический контекст золотых рушей

24 января 1848 года Джеймс Маршалл обнаружил золото на Саттерс-Милл в Коломе, Калифорния. Новости об открытии распространились как лесной пожар, достигнув восточной части США и стран за рубежом к концу 1848 года. Результирующий прилив старателей, известных как «Сорок нинеров», превратил Калифорнию из малонаселенной территории в шумный штат почти за одну ночь. К 1850 году некоренное население Калифорнии увеличилось с примерно 14 000 до более 100 000; к 1855 году оно превысило 300 000.

Ареал Сьерра-Невада с его богатыми аллювиальными отложениями и кварцевыми жилами стал эпицентром золотодобычи. Ранние шахтеры использовали простые сковороды и скальные ящики для извлечения золота из русел рек, опираясь на ручной труд и мелкие инструменты. Но по мере истощения поверхностных отложений появлялись более агрессивные приёмы: сначала шлюзовые ящики и длинные томы, затем массивные гидравлические мониторы, которые смывали в шлюзы целые склоны холмов. Эти промышленно развитые методы увеличивали как производство, так и разрушение окружающей среды, коренным образом изменяя ландшафт.

Трансформация дикой природы

До 1848 года Сьерра-Невада была в значительной степени нетронутой горной экосистемой, в которой доминировали смешанные хвойные леса, луга, альпийские озера и нетронутые реки.Коренные племена, такие как Мивок, Йокуты и Пайют, тысячелетиями жили в равновесии с землей, используя традиционные экологические знания, такие как контролируемые ожоги, для управления подлеском и содействия игровой среде обитания. Их устойчивое землепользование обеспечивало здоровые леса и обильную дикую природу.

Золотая лихорадка разрушила этот баланс. Проспекторы расчистили леса для древесины, отвели ручьи для добычи энергии и ввели инвазивные виды через домашний скот и поселения. Некогда девственная пустыня быстро уступила место хаотичному, ресурсо-привлекательному ландшафту, изобилующему шрамами, мусором и загрязнением. Поселения грибами за ночь, принося постоянные человеческие следы в горы.

Гидравлическая добыча и физическая трансформация Сьерра-Невады

Наиболее разрушительной техникой добычи была гидравлическая добыча, которая использовала струи воды высокого давления для взрыва склонов холмов и разоблачения золотистых гравий. Изобретённая в 1853 году Эдвардом Маттисоном, гидравлическая добыча резко усилила масштабы раскопок на порядки. К 1860-м годам целые гребни были демонтированы, и миллионы кубических ярдов осадка ежегодно сливались в реки.

Гидравлическая добыча создала драматические формы рельефа: отвесные скалы открытой породы, обширные ямы и террасные гравийные скамейки, известные как «копания». Малаковские копания в предгорьях Сьерра-Невады остаются суровым памятником этой эпохи, с более чем 41 миллионом кубических ярдов земли, удаленных между 1853 и 1884 годами.Фотографии и спутниковые снимки этого места показывают лунный пейзаж бесплодных склонов, в резком контрасте с окружающими лесными хребтами.

Перегрузка осадков и речные системы

Осадок, вымытый из гидравлических шахт, не остался на месте, он душил реки и ручьи, поднимая русло реки и расширяя поймы. Юба, Медведь и Американские реки стали мелкими, плетеными ручьями, их гравийные пласты зарыты под слоями песка и ила под названием «сликены». В низовьях отложения осадков поднимали пласты рек, как Перо и Сакраменто, увеличивая риск наводнений для сельскохозяйственных общин и городов.

Город Мэрисвилл, расположенный ниже по течению от шахт Юба, неоднократно затоплялся наводнениями, усугублявшимися обломками горных работ, которые разрушали дома, сельскохозяйственные угодья и инфраструктуру, что в конечном итоге привело к судебным баталиям и правительственному вмешательству в пресечение практики гидравлической добычи.

Научные исследования показывают, что гидравлическая добыча сбросила примерно 1,5 миллиарда кубических ярдов осадка в реки Калифорнии между 1853 и 1884 годами. Большая часть этого материала никогда не была вымыта из системы. Даже сегодня реки в Сьерра-Неваде несут повышенные нагрузки осадка по сравнению с исходными линиями предварительной добычи, затрагивая все, от мест обитания нереста рыбы до емкости резервуара для хранения воды.

Влияние на водные ресурсы

Качество и доступность воды были коренным образом изменены в эпоху золотой лихорадки. Горные работы перенаправили целые реки в ручьи и канавы, оставив вниз по течению засушливые в течение нескольких месяцев. Обширный лабиринт водной инфраструктуры - сугробы, каналы, водохранилища - был построен быстро и с небольшим учетом экологической функции, часто пересекая несколько водоразделов и нарушая режимы естественного потока.

Обширные водоотводные сети, такие как 200-мильная система Маклафлин Дитч, перенаправляли воду через водоразделы, критически изменяя гидрологию целых бассейнов. Эти водоотводы повлияли не только на водные экосистемы, но и на сельскохозяйственные и коренные общины, зависящие от постоянных потоков воды.

Химическое загрязнение усугубляло проблему. Шахтеры использовали зыбучие серебристые (ртуть) для объединения золота, метод, который выделял огромное количество ртути в окружающую среду. Нагретые дробильные мельницы и штемпельные мельницы выделяли ртутный пар в воздух, в то время как хвосты загрязняли водные пути. По некоторым оценкам, более 10 миллионов фунтов ртути были потеряны для окружающей среды во время золотой лихорадки.

Это наследие сохраняется и сегодня в тканях рыб, осадочных кернах и экосистемах, расположенных ниже по течению, что создает постоянную угрозу для здоровья человека и дикой природы. Загрязнение ртутью особенно проблематично, поскольку оно биоаккумулирует и биоувеличивает пищевую цепь, что приводит к токсическому воздействию даже в отдаленных районах.

Водная жизнь и деградация среды обитания

Сочетание перегрузки осадками, загрязнения ртутью и измененных режимов потока опустошило водные среды обитания. Пробеги лосося в речных системах Сакраменто и Сан-Хоакин, которые поддерживали коренные общины на протяжении тысячелетий, рухнули, поскольку нерестили гравий были похоронены под десятками футов горных обломков. Упадок лосося Чинук и форели стальноголовой был драматичным и хорошо документированным.

Спринг-ран в Центральной долине Чинук, когда-то насчитывавший миллионы, резко упал из-за потери среды обитания и ухудшения качества воды. Аналогичным образом, местные водные беспозвоночные - основа пресноводной пищевой сети - сильно пострадали. Высокие нагрузки осадков задушили рифловые среды обитания, уменьшив разнообразие и изобилие мух, камешек и каддисфлеев.

Биоаккумуляция ртути увеличила пищевую цепь, затронув птиц и млекопитающих, питающихся рыбой, включая речных выдр и лысых орлов. Исследование 2020 года, опубликованное в журнале Загрязнение окружающей среды , показало повышенный уровень ртути в певчих птицах Сьерра-Невады, указывая на то, что загрязнение продолжает перемещаться через экосистемы более чем через 150 лет после прекращения добычи.

Вырубка лесов и эрозия почв

Добыча золота требовала огромного количества древесины для строительства шлюзов, шлюзов, зданий, мостов и подземных шахтных опор. Целые леса были вырублены, особенно низменные прудероза и леса Дуглас-пир. К 1870 году большая часть первоначального леса в радиусе 30 миль от крупных центров добычи была вырублена, что резко сократило среду обитания и изменило местные климатические условия.

Это обезлесение усугубило эрозию почвы, так как склоны холмов, лишенные растительности, легко смывались зимними дождями. Помимо рубок, шахтеры обнажили склоны холмов верхнего слоя почвы и органического вещества. Скорости эрозии в пиковые горные годы превышали естественные фоновые показатели в 100-1000 раз.

Исследование, проведенное Геологической службой США, показало, что эрозия от гидравлической добычи сама по себе удаляет в среднем семь футов почвы с пострадавших склонов. Потеря верхнего слоя почвы не только повредила местные экосистемы, но и обеднила землю для любого будущего использования, включая выпас скота и сельское хозяйство. Эта деградация почвы оказала влияние на продуктивность земли и устойчивость экосистем.

Влияние на коренные народы и дикую природу

Экологическое опустошение «Золотой лихорадки» сопровождалось огромной человеческой трагедией. Население коренных американцев Калифорнии, которое, по оценкам, составляло около 150 000 человек до 1848 года, сократилось примерно на 80% в течение двух десятилетий из-за насилия, болезней, перемещения и уничтожения источников пищи.

Горные работы загрязняли или высыхали ручьи, обеспечивавшие питьевую воду и рыбу.Массовый приток поселенцев вводил скот, который перевыпасал местные травы, а введение экзотических растений, таких как читграсс, трансформировало пожарные режимы, увеличивая частоту и интенсивность лесных пожаров.

Популяции дикой природы сильно пострадали. Медведи Гризли, которые когда-то бродили по предгорьям Сьерра-Невады и были неотъемлемой частью коренных культур, к 1920-м годам были вытеснены в Калифорнии. Лось, антилопа пронгхорна и бобр были истреблены из больших частей их исторических ареалов. Вырубка прибрежных лесов вдоль рек устранила критическую среду обитания перелетных птиц, амфибий и рептилий.

Сегодня многие виды, которые процветали до золотой лихорадки, такие как желтоногие лягушки Сьерра-Невады, перечислены как находящиеся под угрозой исчезновения. Их восстановлению препятствует затяжное загрязнение, измененная гидрология, фрагментация среды обитания и конкуренция со стороны инвазивных видов, введенных в эпоху добычи.

Долгосрочное экологическое наследие

Золотая лихорадка оставила постоянную геоморфическую подпись на ландшафте Сьерра-Невады. Глубокие шрамы от добычи, заброшенные ямы и хвостовые сваи остаются видимыми со спутниковых снимков и аэрофотосъемки. Некоторые археологические исследования оценивают, что более 20% первоначальной поверхности суши в предгорьях Сьерра-Невады были непосредственно нарушены деятельностью по добыче золота.

Диффузный характер этого нарушения затрудняет усилия по восстановлению, поскольку загрязнение распространяется на обширные территории и включает в себя как физические, так и химические опасности.Тяжелые металлы, особенно ртуть и мышьяк, сохраняются в почвах и отложениях, продолжая влиять на экосистемы, сельское хозяйство и здоровье человека.

Возможно, наиболее стойким наследием является загрязнение ртутью. Анализ 2018 года Калифорнийским департаментом водных ресурсов выявил более 2000 заброшенных ртутных рудников в штате, многие из которых продолжают выделять токсины в водные пути. Ртуть подвергается метилированию в водно-болотных угодьях и речных отложениях, производя метилртуть, нейротоксин, который накапливается в рыбе и представляет опасность для дикой природы и людей.

Консультативный доклад 2020 года от Калифорнийского управления по оценке опасности для здоровья окружающей среды предупреждает, что женщины детородного возраста и дети должны ограничить потребление рыбы из определенных водоемов Сьерра-Невады из-за загрязнения ртутью.

Современные усилия по восстановлению окружающей среды

Признание экологического ущерба, нанесенного «Золотой лихорадкой», выросло за последние полвека, что побудило ряд инициатив по восстановлению. Федеральные и государственные учреждения, экологические организации, группы коренных народов и местные общины работают совместно для решения проблемы наследия горнодобывающей промышленности и восстановления экосистем Сьерра-Невады.

Реабилитация осадков и реконструкция рек

На реке Юба, Региональный план управления осадками реки Юба координирует усилия по удалению избыточного осадка с русла реки, чтобы уменьшить риск наводнений и улучшить водную среду обитания. Калифорнийский департамент водных ресурсов провел дноуглубительные работы по удалению горного мусора с ключевых территорий, уравновешивая контроль за наводнениями с восстановлением экосистемы.

В водоразделе реки Медведь Лесная служба США реализовала проекты «реконструкции», переформатировав шрамы от добычи, чтобы напоминать естественные склоны и восстановить местную растительность, которые помогают стабилизировать почвы, уменьшить эрозию и улучшить связь с местами обитания диких животных.

На Американской реке проект строительства плотины Оберн был частично остановлен из-за опасений по поводу накопления ртути в отложениях водохранилища. Вместо этого район был определен как Национальный район отдыха, с акцентом на защиту среды обитания, мониторинг качества воды и рекреационный доступ. Всеобъемлющую историю усилий по восстановлению реки можно прочитать здесь.

Очистка ртути и мониторинг

Программа водораздела реки Сакраменто проводит постоянный мониторинг уровней ртути в рыбе, воде и отложениях.В сотрудничестве с Геологической службой США исследователи изучают, как происходит образование метилртути в водохранилищах ниже по течению от исторических зон добычи, чтобы информировать оценки рисков и стратегии восстановления.

Штат Калифорния разработал проект общей максимальной дневной нагрузки ртути (TMDL) для региона Дельты, направленный на снижение нагрузки ртутью до безопасного уровня в течение ближайших десятилетий. Эта нормативная база направляет усилия по очистке и контролю за загрязнением в нескольких юрисдикциях.

Один инновационный подход включает использование растений для поглощения и стабилизации ртути в почве, метод, известный как фиторемедиация. Испытания с ивовыми и тополевыми деревьями показали перспективу в снижении биодоступной ртути на унаследованных участках добычи. Пилотный проект на бывшей ртутной шахте вблизи водораздела Cache Creek подробно описан в докладе Агентства по охране окружающей среды США , доступном здесь . Такие зеленые технологии восстановления предлагают экономически эффективные и экологически чувствительные варианты управления загрязненными участками.

Вовлечение общин и партнерские отношения с коренными народами

Современные усилия по восстановлению все больше признают важность вовлечения коренных общин, чьи предки были глубоко затронуты воздействием горной добычи.Сотрудничающие проекты с племенами Мивок, Йокутов, Пайюте и другими племенами подчеркивают традиционные экологические знания и культурные ценности в восстановлении среды обитания, управлении пожарами и управлении водными ресурсами.

Местные советы водораздела и некоммерческие организации содействуют общественному образованию, гражданской науке и добровольческой деятельности по восстановлению.Эти усилия на низовом уровне дополняют правительственные программы, восстанавливая прибрежные буферы, пересаживая местную растительность и удаляя инвазивные виды для восстановления функциональных экосистем.

В поисках будущего: балансирование наследия и сохранения

Экологическое наследие Калифорнийской золотой лихорадки остается глубоко выгравированным в горах Сьерра-Невада. В то время как шрамы от добычи полезных ископаемых являются напоминанием о прошлой эксплуатации, они также служат уроками для устойчивого использования ресурсов и экологического управления. Продолжающиеся усилия по восстановлению демонстрируют устойчивость природных систем при поддержке науки, политики и обязательств сообщества.

Защита разнообразных экосистем Сьерра-Невады требует балансирования исторического наследия с современными проблемами, включая изменение климата, инвазивные виды и растущее развитие человека.По мере того, как регион продолжает развиваться, интеграция исторического понимания с инновационной реставрацией будет иметь ключевое значение для сохранения этого знакового ландшафта для будущих поколений.