フロリダ湾

フロリダ湾は、アメリカ合衆国フロリダ本土の南端（フロリダ・エバーグレーズ）とフロリダ・キーズの間に位置する湾である。広大で浅い河口で、メキシコ湾とつながっているが、海草に覆われた浅い泥堤が数多くあるため、水の交換は限られている。 [ ^1]堤防によって湾は複数の盆地に分かれており、それぞれが独自の物理的特徴を持っている。

エバーグレーズ国立公園のおよそ3分の1を占めるフロリダ湾は、^{[2] 800平方マイル（2,100 km 2}）、^[3] 850平方マイル（2,200 km ²）、^[4] 1,000平方マイル（2,600 km ²）と様々に言われています。^{[5]フロリダ湾のほぼすべてが}エバーグレーズ国立公園に含まれています。フロリダキーズに沿った南端はフロリダキーズ国立海洋保護区にあります。

フロリダ湾とメキシコ湾の間には明確な境界線はないが、ロング・キーから本土のケープ・セイブルまで引いた線がフロリダ湾の最西端と近似でき、これはエバーグレーズ国立公園の境界線に非常に近い。 ^{[6] [7]} フロリダ湾の北東端はキー・ラーゴのジューフィッシュ・クリークである。ジューフィッシュ・クリークの南西にあるブラックウォーター・サウンドは一般にフロリダ湾の一部と考えられているが、ジューフィッシュ・クリークの反対側にあるバーンズ・サウンドはそうではない。バーンズ・サウンドは一般にビスケーン湾システムの一部と考えられている。^[8]

湾は泥の土手とマングローブの島々で区切られた50以上の浅い（深さ1～3メートル）盆地または湖で構成されています。そのような盆地には、リトルブラックウォーターサウンド、ブラックウォーターサウンド、ターポン盆地、ボタンウッドサウンド、ダックキー盆地、イーグルキー盆地、マデイラ湾、カルーサキー盆地、クレーンキー盆地、ランキン湖、ウィップレー盆地、ツインキー盆地、ラビットキー盆地、ジョンソンキー盆地などがあります。^{[9] [10] [11]}

水は、盆地の間を狭い水路や泥堤防を通って流れる。湾は西側でメキシコ湾に面しているが、東側の大西洋とのつながりはフロリダキーズ間の狭い水路に限られている。湾の西端に沿った平均潮位差は1～1.5メートルだが、盆地間の水の流れが制限されているため、湾の東側では潮位差は急速に減少する。湾への淡水流入は、湾の北東隅にあるテイラー・スラウとトラウト・クリークに限られており、湾への淡水供給のわずか10%である（残りの淡水は降雨によって供給される）。湾内の水の循環が悪いため、湾の縁から離れるにつれて塩分濃度が急速に上昇するが、湾の北東部では川から淡水が流入する。^[12]

フロリダ湾の下にあるのは、平坦な卵形石灰岩の基盤岩、マイアミ石灰岩である。基盤岩の上部は、湾の北東隅で海面下約1メートル（3フィート3インチ）にあり、南西部では海面下2〜3メートル（6フィート7インチ〜9フィート10インチ）まで傾斜している。イーストキー、アースニッカーキー、リグナムバイタキーには孤立した高所があり、その下には更新世のサンゴの塊が広がっている。 ^[13]フロリダ湾の下にあるマイアミ石灰岩の厚さは、ケープ・セイブルの約3メートル（9.8フィート）からフロリダキーズ沿いの最大12メートル（39フィート）、キーウェストでは35メートル（115フィート）に及び、^{[14]フォート}・トンプソン層が下にある。

フロリダ湾のマイアミ石灰岩は、最も新しい氷河期であるウィスコンシン氷河期とその前のイリノイ氷河期の間のサンガモン間氷期に形成され、約125,000年前を中心としています。当時の海面は現在よりも高く、現在の南フロリダの大部分を覆っていました。フロリダ台地の東端にはサンゴ礁が成長し、サンゴ礁の西側の浅く保護された海域にはウーライトが形成され、コケムシの大規模な生息地となっていました。^{[16] [7]}

ウィスコンシン氷河期の間、海面は現在よりもずっと低く、現在のフロリダ湾の地域は陸地でした。更新世で氷河期が終了すると、海面は急速に上昇し、約7,000年前に海面が20世紀後半の海面より約8メートル（26フィート）下に達したときにのみ減速しました。その後も海面は平均して1世紀あたり約11センチメートル（4.3インチ）の割合で上昇し続けました。^[17]過去6,000年から7,000年の間に、湿潤な気候により、現在フロリダ湾の下にある土地にエバーグレーズに似たノコギリソウが優勢な湿地帯が発達しました。3,000年から5,000年前の間に、海面の継続的な上昇により、エバーグレーズのなだらかな南端が浸水し、フロリダ湾が形成されました。^{[18] [19]}

エバーグレーズには、わずかな高台に群生する樹木群である樹木島が至る所にある。樹木島には植物の残骸が堆積して泥炭となり、石灰岩の岩盤上にカリケと呼ばれる緻密な石灰岩の殻が形成される。湾が浸水すると、灰色から黒色の炭酸カルシウム泥の層が底に形成され、硫化水素を豊富に含んでいる。泥の層はマングローブに覆われた島や島と島を結ぶ土手ではより厚くなる。エバーグレーズの樹木島からの泥炭とカリケの残骸は、島と土手の下に残っている。^[20]

3,000年から5,000年前に海面上昇により現在のフロリダ湾の地域が浸水したため、樹木島、海岸の堤防、岩盤表面の凹凸からの泥炭堆積物が泥堆の核としての役割を果たした。^[19]フロリダ湾を多くの盆地や湖に分割している泥塚（島と堆）は、マウンドを劣化させ、移動させ、形成するさまざまなプロセスの影響を受けている。これらのプロセスは炭酸塩の生成に依存しており、炭酸塩の生成は湾全体で異なる速度で発生する。湾のより開いた部分（西部）では炭酸塩の生成速度が十分に速いため泥塚は堆積物を捕捉し、一緒に成長して大きな構造を形成しているが、湾の中央部にあるマウンドは盆地のボロームからマウンドへの堆積物の移動によってのみ成長することができる。湾の奥にあるマウンドは小さく、炭酸塩の生成速度が低いためゆっくりと成長している。^[21]泥堤の成長と発達は、水の動きを妨げたり、海草による堆積物の結合などの生物学的プロセスによって制御されています。^[19]

湾の中央部にある泥堤は、湾を横切る寒冷前線の接近方向と一致するように、北西から南東方向に走る傾向がある。アッパークロスバンクと呼ばれる泥堤は、長さ4キロメートル（2.5マイル）、幅400〜700メートル（1,300〜2,300フィート）である。アッパークロスバンクは、風上（東）側で5年間で垂直方向に20センチメートル（7.9インチ）、横方向に2〜3メートル（6フィート7インチ〜9フィート10インチ）の速度で浸食されている一方、風下（西）側では、同じ5年間で垂直方向に10センチメートル（3.9インチ）、横方向に10〜20メートル（33〜66フィート）の速度で成長している。^[22]

泥塚は、異なる種類の岩石の薄い層である相で構成されている。アッパークロスバンクの最下層の相は、厚さ15～25センチメートル（5.9～9.8インチ）の基底パックストーンであり、湾内の盆地の底にも広く見られる。パックストーンは、湖底の石灰岩によく見られる石に似ている。パックストーンに藻類ハリメダの残骸が存在することは、湾がもっと開いていた時代に形成されたことを示しているのかもしれない。泥塚は、盆地の基底パックストーンの上を移動しているように見える。盆地の基底パックストーンもハリケーンによって作り変えられている。^[23]

湾内の多くの盆地は堤防によって分断されており、スヌーク（Centropomus undecimalis）、レッドフィッシュ（Sciaenops ocellatus）、スポッテッドシートラウト（Cynoscion nebulosus）、ターポン（Megalops atlanticus）、 ボーンフィッシュ（Albula vulpes）、パーミット（Trichinous falcatus）などの豊富な漁場となっている。^[24]

この湾には多くの種類の渉禽類が生息している。特にベニヘラサギ（Platalea ajaja）、アカアシサギ（Egretta rufescens）、オオアオサギ（A rdea herodias occidentalis）は、主にフロリダ湾に限られた独特の亜集団を形成している。^[25]その他の鳥類には、ハクトウワシ、カモメ、ペリカン、シギ、ウ、ミサゴ、フラミンゴなどがある。^[26]

湾岸の陸上動物には、アライグマ、オポッサム、ボブキャット、キツネリスなどが生息している。^[26]

フロリダ湾は1980年代後半から一連の生態学的変化を経験し、生態系に深刻な変化をもたらしました。^[27]もともと、きれいな淡水が州を南に流れてフロリダ湾に流れ込んでいました。州の農業用水需要、特に砂糖栽培を支えるために、水は迂回され、湾に流れ込むことはなくなりました。淡水の流れは環境問題や在来野生生物の減少を引き起こしたと考えられています。^[28]

湾への淡水の流れのルート変更と干ばつの期間が相まって、大規模な海草の死滅を引き起こしました。^[29]最初の大規模な死滅は1987年から1991年にかけて発生し、数千ヘクタールのカメ草（Thalassia testudinum）の藻場が、高レベルの有毒な溶解硫化物によって壊滅的な被害を受けました。^[30]中央湾と西部湾では10,000エーカーが死に、その結​​果、さらに約60,000エーカーの土地で生産性とバイオマスの低下が見られました。^[31]その後、2015年の干ばつに続いて、極端な気温と塩分の上昇により水中に溶解したままでいられる酸素の量が減少し、夜間に無酸素状態が発生し、湾内のカメ草の健康が損なわれました。 2015年の夏から秋にかけて、約4万エーカーの海草が枯死した。^[32]

湾内の水の循環が悪いため、湾の北東部では河川から淡水が流入するのを除き、湾の縁から離れるにつれて塩分濃度が急速に上昇する。 ^[33]

フロリダ湾の湾泥コアの古生物学調査により、歴史的にフロリダ湾の水の塩分濃度はエバーグレーズからの流入ではなく、主に降雨量に依存していたことが判明した。^[34]

湾内の生物相の発生は、塩分によって部分的に左右される。フロリダ湾のある地域の海域に生息する有孔虫、軟体動物、藻類、海草の特定の種は、塩分に依存している。泥堤から採取したコアサンプルの分析により、湾のいくつかの場所での過去の塩分レベルの記録が得られており、あるケースでは約2世紀前まで遡る。湾の中央部にあるボブ・アレンと呼ばれる場所では、コアの底からまばらに海草が生えており、そこに生息する種は、1810年頃から1840年頃まで、塩分濃度が18～25 pptの範囲であったことを示している[ a ^]。1840年頃には、存在する有孔虫と軟体動物の種が変化し、海底の植生はほぼ完全に姿を消し、塩分濃度が25 ppt以上に上昇したことを示している。こうした状況は1910年頃まで続き、湾底に比較的密集した植生が見られ、1840年以前の状況が戻った。湾底は今も植生に覆われているが、生息する有孔虫や軟体動物の種の変化は、1940年以降、塩分濃度が急激に変動していることを示している。1970年頃、種の変化と数年間の植生量の減少は、塩分濃度の急激な上昇を示している。^[35]

湾の中央部にあるラッセルバンクの2つ目のコアは、1876年頃のものである。1884年頃まで、この場所の塩分濃度は25pptを超えていた。1884年から1900年頃までは、塩分濃度は25pptを下回り、時には18pptを下回った。1900年頃から1910年頃までは、塩分濃度は25pptを超えた。1910年から1940年までは、塩分濃度は18～25pptであった。1940年頃には塩分濃度が25pptを超え、1960年頃までその水準で推移し、その後1980年まで15～25pptに低下した。ボブ・アレンの調査地と同様に、1970年頃にはラッセルバンクのさまざまな種の生息に深刻な混乱をきたす出来事が短期間あった。 1980年頃には塩分濃度は再び25pptを超えた。^[36]

2015年の干ばつによる降水量減少と高温、そして急速な蒸発をもたらした風の弱さと相まって、フロリダ湾北中部の半閉鎖性盆地の塩分濃度が上昇した。淡水がなくなったことで、水はよどみ、肥料からの過剰な窒素で塩分を含んだ状態になった。^[37]この塩分濃度の上昇は、海草の大量死や藻類の大量発生につながり、水中の水生植物を死滅させる。^[31]

湾内では、さまざまな環境ストレスにより、シアノバクテリアの有害藻類（藍藻とも呼ばれる）が繁殖している。農業用肥料の流出により、微妙なバランスのとれた環境下で栄養素が増加し、その過剰分がバクテリアの成長率を高める。新たに塩分濃度が上昇した環境は、シアノバクテリアにとって理想的な繁殖地となる。^[38]死んだ海草の塊が水面に浮かび、湾底で腐敗することで、無酸素状態が引き起こされ、藻類の繁殖につながる。^[1]

藍藻は海洋生態系だけでなく周囲の人間にも数多くの深刻な健康被害を引き起こします。藻の大量発生により、溶存酸素濃度の低下、水中食物連鎖の変化、海岸沿いの藻類の浮き、飲料水や魚肉の味を悪くする化合物の生成、水生生物や陸生生物を中毒させるほどの毒素の生成などが生じます。^[39]藻の大量発生はアメリカ大陸全土で報告されており、その結果生じるシアノトキシンは少なくとも43州で人間や動物の病気や死亡と関連しています。^[40]ほとんどのシアノバクテリアは神経毒ベータ-N-メチルアミノ-L-アラニン（BMAA）を生成しますが、これはアルツハイマー病、パーキンソン病、筋萎縮性側索硬化症（ALS）などの神経変性疾患の発症における重大な環境リスクとして関与していると言われています。^[41]シアノバクテリアは肝臓がん、慢性疲労症候群、皮膚の発疹、腹部のけいれん、吐き気、下痢、嘔吐とも関連があるとされています。^[42]

2002年にフロリダ湾中央部で発生した藻類の大発生は、溶存有機窒素と有機リンの高濃度と関連していたが、湾東部地域で発生した藻類の大発生は、無機栄養素の高濃度と関連していた。^[43]

1930年代半ばまでに、湾内の水鳥の主要3種（ベニヘラサギ、アカアシサギ、オオサギ）は、食料や羽毛を目的とした人間の採取により絶滅寸前まで追いやられました。^[25]

シアノバクテリアは有毒ガスが充満した無酸素環境を作り出し、多くの海洋動物や陸生動物にとって生息に適さない環境を作り出します。^[44]その結果、藻類が大量発生する季節には野生生物が一時的に減少します。

沿岸のエバーグレーズでは、スポッテッドシートラウトの個体数が減少している。^[45]フロリダ湾で2番目に多く捕獲される魚種であるスポッテッドシートラウトは、漁業の大部分を占め、生態系と周辺経済に欠かせない存在である。水温が80 °F (27 °C) 未満、塩分濃度が37.5 ppt (1000分の1) 未満の環境がシートラウトの産卵には理想的であるが、エバーグレーズとフロリダ湾の水管理ステーションは、2015年7月に塩分濃度が64.4 ppt、水温が92 °F (33 °C) に達したと報告した。^[45]これらの環境条件はシートラウトにとって理想的とはほど遠く、幼魚や幼エビ、小魚などの重要な獲物の生存にさらなる困難を生じさせる。^[45]

湾は経済的にも環境的にも資産である。2017年現在^{[アップデート]}、フロリダ湾のレクリエーション漁業は推定71億ドルの価値があり、連邦、州、地方税として年間7,300万ドルを生み出している。一方、湾の商業漁業は推定4億ドルの価値があり、300万ドルの税収を生み出している。^[46]

フロリダ湾の水文学的問題に対処するため、政府はさまざまなプロジェクトに資金提供を行っており、その中には包括的エバーグレーズ修復計画（CERP）のC-111サウスデイド、改良給水、C-111スプレッダー運河西部プロジェクトなどがある。^[28]これらのプロジェクトは沼地により多くの淡水を分配することを目指しているが、湾に追加の水を供給するものではない。

アメリカ大西洋沿岸内水路はフロリダ湾を通り、エバーグレーズ国立公園の南の境界に沿っている。^[10]フロリダ湾は、2002年に国際海事機関によって「特に敏感な海域」に指定された海洋保護区である。 ^[47]沿岸内水路沖のフロリダ湾でのボート遊びは、水深が浅く、泥や海草が多いため、難しいと考えられている。^[48]

• Bosence, DWJ (1995)。「米国フロリダ湾の最近の生物堆積性泥丘の解剖学」。Monty, CLV、Bosence, DWJ、Bridges, PH、Pratt, BR (編)。炭酸塩泥丘: その起源と進化。Wiley Online Books。pp. 475–493。doi : 10.1002/ 9781444304114.ch17。ISBN 9781444304114。
• Brewster-Wingard, GL; Ishman, SE; Holmes, SE (1998 年春)。「南フロリダ沿岸水域への環境影響: フロリダ湾の変化の歴史」。沿岸研究ジャーナル特別号。26 : 162–172。JSTOR 25736133  。
• Holmquist, Jeff G.; Powell, George V.; Sogard, Susan M. (1989 年 1 月)。「フロリダ湾の草で覆われた泥の堆積物、水位、水温の特徴」。海洋科学紀要。44 (1): 348–364 – Ingentaconnect 経由。
• Lodge, Thomas E. (2019)。「エバーグレーズの概要」。Pollman, D.、Rumbold, C.、Axelrad, D. (編)。水銀とエバーグレーズ。複雑な生態系の修復のための統合とモデル。Springer。pp. 1–35。doi : 10.1007 / 978-3-030-20070-1_1。ISBN 978-3-030-20070-1。
• ミッチェル・タッピング、ヒュー・J. (1980年春)。「マイアミ石灰岩層のウーライトの堆積史」フロリダ・サイエンティスト43 ( 2):116-125。JSTOR  24319647。
• Shinn, Eugene A.; Lidz, Barbara H. (2018).フロリダキーズの地質学。フロリダ州ゲインズビル: フロリダ大学出版局。ISBN 978-0-8130-5651-7。
• 「マスはいる？フロリダ湾から消えつつあるスポッテッドシートラウト」。エバーグレーズ財団。2015年9月10日時点のオリジナルよりアーカイブ。
• 国立公園局 (2016 年5月)。「2015 年フロリダ湾海草大量死」(PDF)。NPS.gov 。
• 「フロリダ湾：解決策は何か？」エバーグレーズ財団。2020年7月31日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2017年6月27日閲覧。
• OCS (1983 年 6 月)。フォウィ ロックスからアメリカン ショア (海図 11450) (航海図)。1:180,000。米国商務省、国立海洋大気庁。
• Wanless, Harold R.; Tagett, Matthew G. ( 1989 年 1 月)。「フロリダ湾の炭酸塩泥堆の起源、成長、進化」。海洋科学紀要。44 (1): 454–489 – Ingentaconnect 経由。

• Gerould, Sarah; Higer, Aaron 編 (1999)。米国地質調査所の南フロリダ生態系プログラム。1999 年 5 月 17 ～ 19 日、フロリダ州ボカラトンで開催された南フロリダ修復科学フォーラムの議事録。オープンファイル レポート。フロリダ州タラハシー: 米国地質調査所。doi : 10.3133/ofr99181。
• 「フロリダ湾、ダイナミックな亜熱帯河口」、Estuaries、22 (2 パート B)、1999 年 6 月

• ウィキメディア・コモンズのフロリダ湾に関連するメディア
• 米国地質調査所地名情報システム: フロリダ湾

北緯25度00分01秒 西経80度44分59秒 / 北緯25.00028度 西経80.74972度 / 25.00028; -80.74972