ทะเลสาบอัลไพน์ เป็น ทะเลสาบที่อยู่บนที่สูงใน พื้นที่ ภูเขาโดยปกติจะอยู่ใกล้หรือเหนือแนวต้นไม้และมีน้ำแข็งปกคลุม เป็นเวลานาน ทะเลสาบเหล่านี้มักเป็นทะเลสาบธารน้ำแข็งที่เกิดจาก กิจกรรม ของธารน้ำแข็ง (ทั้งในปัจจุบันหรือในอดีต) แต่ก็อาจเกิดจากกระบวนการทางธรณีวิทยา เช่นกิจกรรมของภูเขาไฟ ( ทะเลสาบภูเขาไฟ ) หรือดินถล่ม ( ทะเลสาบแนวกั้น ) ทะเลสาบอัลไพน์หลายแห่งที่ได้รับน้ำจากน้ำละลาย ของธารน้ำแข็ง จะมี สีเขียว เทอร์ควอยซ์ สดใสอันเป็นเอกลักษณ์ อันเป็น ผลมาจากผงธารน้ำแข็งซึ่งเป็นแร่ธาตุแขวนลอยที่ได้มาจากธารน้ำแข็งกัดเซาะหินฐาน^{[ 1 ]}เมื่อไม่มีธารน้ำแข็งที่ยังคงเคลื่อนที่มาหล่อเลี้ยงทะเลสาบ เช่นทะเลสาบอัลไพน์ส่วนใหญ่ในเทือกเขาร็อกกี้ของสหรัฐอเมริกาทะเลสาบเหล่านี้อาจยังคงมีสีฟ้าสดใสเนื่องจากไม่มี การเจริญเติบโต ของสาหร่ายอันเป็นผลมาจากอุณหภูมิที่เย็นจัด ขาดการไหลของสารอาหารจากพื้นที่โดยรอบ และขาดการป้อนตะกอน สีสันและที่ตั้งบนภูเขาของทะเลสาบอัลไพน์ดึงดูดกิจกรรมสันทนาการมากมาย

ทะเลสาบแอลป์เป็นทะเลสาบประเภทหนึ่งที่อุดมสมบูรณ์ที่สุดบนโลก เฉพาะในเทือกเขาแอลป์ของสวิตเซอร์แลนด์ก็มีทะเลสาบแอลป์เกือบ 1,000 แห่ง ซึ่งส่วนใหญ่ก่อตัวขึ้นหลังยุคน้ำแข็งน้อย^{[ 2 ]}เมื่ออุณหภูมิโลกสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง จะมีการก่อตัวของทะเลสาบแอลป์เพิ่มมากขึ้นเนื่องจากธารน้ำแข็งถอยร่นและทำให้เกิดน้ำไหลบ่าไปยังพื้นที่โดยรอบมากขึ้น และทะเลสาบที่มีอยู่จะมี การเปลี่ยนแปลง ทางชีวเคมีและระบบนิเวศ มากขึ้น สถานะทางโภชนาการของทะเลสาบแอลป์(เช่น ระดับผลผลิตทางชีวภาพ ) จะเปลี่ยนแปลงไปตามอายุ (เช่น ผลผลิตต่ำหลังจากก่อตัวและผลผลิตเพิ่มขึ้นเมื่อพืชพรรณและดินในลุ่มน้ำโดยรอบเจริญเติบโต) ^{[ 3 ]}แต่ผลกระทบจากกิจกรรมของมนุษย์ เช่น การเกษตรและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศกำลังส่งผลกระทบต่อระดับผลผลิตในทะเลสาบบางแห่งอย่างรวดเร็ว^{[ 4 ]}ทะเลสาบเหล่านี้เป็นระบบนิเวศที่อ่อนไหวและมีความเสี่ยงเป็นพิเศษต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงที่เด่นชัดมากของน้ำแข็งและหิมะปกคลุม^{[ 5 ]} เนื่องจากความสำคัญของทะเลสาบอัลไพน์ในฐานะแหล่งน้ำจืดสำหรับการเกษตรและการใช้งานของมนุษย์ การตอบสนองทางกายภาพ เคมี และชีวภาพต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศจึงได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวาง

โดยทั่วไป ทะเลสาบอัลไพน์เกิดจากกิจกรรมของธารน้ำแข็งในปัจจุบันหรือในอดีต (เรียกว่าทะเลสาบธารน้ำแข็ง ) แต่ก็อาจเกิดจากกระบวนการทางธรณีวิทยาอื่นๆ เช่น การกั้นน้ำเนื่องจากลาวาภูเขาไฟหรือเศษซาก^{[ 6 ] [ 7 ]}การยุบตัวของปล่องภูเขาไฟ^{[ 8 ]}หรือดินถล่ม [ ^{9 ] ทะเลสาบ}ธารน้ำแข็งเกิดขึ้นเมื่อธารน้ำแข็งกัดเซาะและกดหินฐานลงขณะเคลื่อนตัวลงเนิน และเมื่อธารน้ำแข็งถอยกลับ แอ่งเหล่านี้จะเต็มไปด้วยน้ำละลายจากธารน้ำแข็งและน้ำไหลบ่า ทะเลสาบเหล่านี้มักจะค่อนข้างลึกด้วยเหตุนี้ และทะเลสาบบางแห่งที่มีความลึกหลายร้อยเมตรอาจเกิดจากกระบวนการที่เรียกว่าการลึกเกินไปในหุบเขาที่การเคลื่อนตัวของธารน้ำแข็งทำให้เกิดแอ่งเป็นวงกลม ทะเลสาบ เซอร์ก (หรือทาร์น) อาจเกิดขึ้นเมื่อน้ำถูกกั้น เมื่อการกั้นเกิดขึ้นเนื่องจากเศษซากจากการเคลื่อนตัวของธารน้ำแข็ง ทะเลสาบเหล่านี้เรียกว่าทะเลสาบโมเรนเขื่อนเศษซากเหล่านี้อาจมีความทนทานมากหรืออาจแตกออก ทำให้เกิดน้ำท่วมรุนแรงซึ่งเป็นอันตรายอย่างมากต่อชุมชนในเขตเทือกเขาแอลป์ โดยเฉพาะในเทือกเขาหิมาลัย^{[ 1 ]} ทะเลสาบ เคทเทิลก็เกิดขึ้นจากการถอยร่นของธารน้ำแข็งเช่นกัน แต่จะเกิดขึ้นเมื่อส่วนหนึ่งของน้ำแข็งแตกออกจากธารน้ำแข็งที่กำลังถอยร่น ทำให้เกิดแอ่ง และจากนั้นก็ละลายไป ทะเลสาบในเขตเทือกเขาแอลป์บางแห่งตั้งอยู่ในแอ่งที่เกิดจากธารน้ำแข็งที่เคยมีอยู่ในช่วงยุคน้ำแข็งครั้งสุดท้ายแต่ปัจจุบันไม่ได้อยู่ใกล้กับธารน้ำแข็งใดๆ แล้ว และได้รับน้ำจากหิมะ ฝน หรือน้ำใต้ดิน

จำนวนทะเลสาบธารน้ำแข็งบนเทือกเขาแอลป์เพิ่มขึ้นอย่างมากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ตั้งแต่ปี 1990 ถึง 2018 จำนวนทะเลสาบธารน้ำแข็งเพิ่มขึ้น 53% และพื้นที่รวมของทะเลสาบธารน้ำแข็งเพิ่มขึ้น 51% เนื่องจาก^ภาวะโลกร้อน [ ^{10 ]}ทะเลสาบบนเทือกเขาแอลป์ที่อยู่ติดกับธารน้ำแข็งอาจส่งผลให้เกิดปฏิกิริยาตอบสนองเชิงบวกเนื่องจากค่าอัลเบโดของน้ำลดลงเมื่อเทียบกับน้ำแข็ง ทำให้เกิดทะเลสาบขนาดใหญ่ขึ้นและทำให้ธารน้ำแข็งละลายมากขึ้น^{[ 10 ]}

ทะเลสาบธารน้ำแข็งบนที่สูงแตกต่างจากทะเลสาบที่เกิดจากธารน้ำแข็งอื่นๆ ตรงที่ทะเลสาบเหล่านี้ตั้งอยู่ในระดับความสูงที่สูงกว่าและภูมิประเทศที่เป็นภูเขา โดยปกติจะอยู่ที่หรือเหนือแนวป่า ตัวอย่างเช่น ทะเลสาบใหญ่ของสหรัฐอเมริกาและแคนาดาเกิดจากการถอยร่นของแผ่นน้ำแข็งลอเรนไทด์ ในช่วง ยุคน้ำแข็งครั้งสุดท้ายซึ่งกัดเซาะพื้นผิวหินเรียบ แต่ไม่ได้อยู่ในเขตเทือกเขาแอลป์^{[ 11 ]}ในทางกลับกันทะเลสาบหลุยส์ซึ่งตั้งอยู่ในเทือกเขาร็อกกี้ เกิดจากเศษซากธารน้ำแข็งที่กั้นน้ำละลาย (เช่น ทะเลสาบโมเรน) จากธารน้ำแข็งวิกตอเรีย

วัฏจักรประจำปีของการแบ่งชั้นและการผสมในทะเลสาบมีบทบาทสำคัญในการกำหนดการกระจายตัวในแนวดิ่งของความร้อน สารเคมีที่ละลาย และชุมชนชีวภาพ^{[ 12 ]}ทะเลสาบอัลไพน์ส่วนใหญ่อยู่ในภูมิอากาศอบอุ่นหรือหนาวเย็นซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของระดับความสูงที่สูง ทำให้เกิด ระบบการผสม แบบไดมิกติกทะเลสาบไดมิกติกจะผสมกันอย่างสมบูรณ์สองครั้งต่อปีระหว่างช่วงการแบ่งชั้นในแนวดิ่งในฤดูร้อนและฤดูหนาว^{[ 12 ]}การแบ่งชั้นในฤดูร้อนเกิดจากการที่น้ำผิวดินร้อนขึ้น และการแบ่งชั้นในฤดูหนาวเกิดจากการที่น้ำผิวดินเย็นลงต่ำกว่าอุณหภูมิน้ำจืดที่มีความหนาแน่นสูงสุด (ประมาณ 4 °C (39 °F)) ^{[ 13 ]}การปกคลุมด้วยน้ำแข็งตามฤดูกาลช่วยเสริมวัฏจักรการแบ่งชั้นแบบไดมิกติกของทะเลสาบอัลไพน์โดยการป้องกันทะเลสาบจากลมและอากาศอบอุ่นในฤดูใบไม้ผลิเมื่อการแบ่งชั้นโดยทั่วไปอ่อนแอลง^{[ 12 ]}ทะเลสาบอัลไพน์ตื้นบางแห่งสามารถผสมกันอย่างสมบูรณ์ได้หลายครั้งต่อปีผ่านเหตุการณ์ลมหรือการไหลเข้าของน้ำเย็นเป็นระยะๆ และจึงถือว่าเป็นทะเลสาบโพลีมิกติกเย็น^{[ 14 ]} มีทะเลสาบอัลไพน์ แบบเมโรไมติก อยู่ หลายแห่ง(ซึ่งชั้นน้ำลึกของทะเลสาบจะไม่ผสมกับน้ำผิวดิน) ทะเลสาบคาดาญโญซึ่งตั้งอยู่ในเทือกเขาแอลป์ของสวิตเซอร์แลนด์ เป็นทะเลสาบแบบเมโรไมติกเนื่องจากมีน้ำพุธรรมชาติที่คอยเติมน้ำเค็มเข้มข้นลงสู่ก้นทะเลสาบอย่างต่อเนื่อง^{[ 15 ]}ทะเลสาบอัลไพน์อื่นๆ เช่นทะเลสาบทรอนซีในออสเตรีย กลายเป็นทะเลสาบแบบเมโรไมติกเนื่องจากความเค็มที่เกิดจากกิจกรรมของมนุษย์ เช่น การทำเหมือง^{[ 16 ]}

การศึกษาล่าสุดชี้ให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอาจส่งผลกระทบต่อวัฏจักรประจำปีของการแบ่งชั้นในทะเลสาบบนที่สูง ภูมิภาคที่มีระดับความสูงมากกำลังประสบกับรูปแบบสภาพอากาศตามฤดูกาลที่เปลี่ยนแปลงไปและอุณหภูมิที่สูงขึ้นเร็วกว่าค่าเฉลี่ยทั่วโลก^{[ 17 ]}ระยะเวลาการปกคลุมด้วยน้ำแข็งบนทะเลสาบบนที่สูงนั้นมีความอ่อนไหวต่อปัจจัยเหล่านี้ และระยะเวลาการปกคลุมด้วยน้ำแข็งที่สั้นลงอาจทำให้รูปแบบการผสมของทะเลสาบเปลี่ยนจากแบบ dimictic เป็นแบบ monomictic (มีช่วงการแบ่งชั้นหนึ่งช่วงและช่วงการผสมอย่างสมบูรณ์หนึ่งช่วงในแต่ละปี) ^{[ 18 ]}การเปลี่ยนแปลงในรูปแบบการผสมอาจเปลี่ยนแปลงสภาพทางเคมีและชีวภาพอย่างพื้นฐาน เช่น ความพร้อมของสารอาหาร และช่วงเวลาและระยะเวลาของภาวะขาดออกซิเจนในทะเลสาบบนที่สูง^{[ 18 ]}นอกจากนี้ ขนาดที่ค่อนข้างเล็กและระดับความสูงที่สูงของทะเลสาบบนที่สูงอาจทำให้ทะเลสาบเหล่านี้มีความอ่อนไหวต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเป็นพิเศษ^{[ 19 ]}

อุทกวิทยา ของ ลุ่มน้ำของทะเลสาบอัลไพน์มีบทบาทสำคัญในการกำหนดลักษณะทางเคมีและความพร้อมของสารอาหาร^{[ 20 ] [ 21 ]}แหล่งที่มาของน้ำที่ไหลเข้าสู่ทะเลสาบอัลไพน์ ได้แก่ ปริมาณน้ำฝน หิมะและธารน้ำแข็งที่ละลาย และน้ำใต้ดิน^{[ 22 ] [ 20 ] [ 21 ]}การไหลเข้าของทะเลสาบอัลไพน์มักมีวัฏจักรตามฤดูกาลขนาดใหญ่เนื่องจากปริมาณน้ำฝนที่ตกลงมาเป็นหิมะและการละลายของธารน้ำแข็งต่ำในลุ่มน้ำในช่วงฤดูหนาว ซึ่งแตกต่างจากปริมาณน้ำฝนและการละลายของธารน้ำแข็งที่เพิ่มขึ้นในฤดูร้อน^{[ 23 ]}ทะเลสาบอัลไพน์มักตั้งอยู่ในภูมิประเทศที่เป็นภูเขาใกล้หรือเหนือแนวต้นไม้ ซึ่งนำไปสู่ลุ่มน้ำที่ลาดชัน มีดินที่ยังไม่พัฒนา และพืชพรรณเบาบาง^{[ 20 ]}การรวมกันของสภาพอากาศหนาวเย็นเหนือลุ่มน้ำอัลไพน์ ร่มเงาจากภูมิประเทศที่ลาดชัน และความเข้มข้นของสารอาหารต่ำในน้ำไหลบ่า ทำให้ทะเลสาบอัลไพน์ส่วนใหญ่เป็นทะเลสาบโอลิโกโทรฟิก

ลักษณะลุ่มน้ำที่แตกต่างกันทำให้เกิดความแตกต่างระหว่างทะเลสาบอัลไพน์ใสและทะเลสาบอัลไพน์ที่ได้รับน้ำจากธารน้ำแข็ง (ทะเลสาบที่มีน้ำไหลเข้ามาจากธารน้ำแข็งที่ละลาย) ^{[ 22 ]}ทะเลสาบอัลไพน์ใสมีความเข้มข้นของตะกอนแขวนลอยและความขุ่น ต่ำ ซึ่งอาจเกิดจากการขาดการกัดเซาะในลุ่มน้ำ ทะเลสาบที่ได้รับน้ำจากธารน้ำแข็งมีความเข้มข้นของตะกอนแขวนลอยและความขุ่นสูงกว่ามากเนื่องจากการไหลของผงธารน้ำแข็งส่งผลให้มีความขุ่นและมีสีฟ้าหรือน้ำตาลสดใส^{[ 22 ]}ความขุ่นของทะเลสาบอัลไพน์มีบทบาทสำคัญในการกำหนดความพร้อมของแสงสำหรับการผลิตขั้นต้นและขึ้นอยู่กับลุ่มน้ำเฉพาะของแต่ละทะเลสาบเป็นอย่างมาก^{[ 24 ] [ 21 ]}

การไหลเวียนในทะเลสาบอัลไพน์อาจเกิดจากลม การไหลเข้าของแม่น้ำกระแสน้ำที่มีความหนาแน่นสูง การพาความร้อนและคลื่นในระดับแอ่งน้ำ ภูมิประเทศที่ลาดชันซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของทะเลสาบอัลไพน์สามารถป้องกันลมที่เกิดจากรูปแบบสภาพอากาศในภูมิภาคได้บางส่วน^{[ 25 ] ดังนั้น รูป แบบ}ลมขนาดเล็กที่เกิดจากภูมิประเทศในท้องถิ่น เช่นลมภูเขาในเวลากลางวัน^{[ 26 ]}และลมคาตาบาติก [ ^{25 ] [ 27 ]}จึงมีความสำคัญในการกระตุ้นการไหลเวียนในทะเลสาบอัลไพน์ รูปแบบลมที่แตกต่างกันไปตามพื้นที่ของทะเลสาบอาจสร้างบริเวณที่มีการไหลขึ้นและไหลลง^{[ 28 ]}การไหลเข้าของแม่น้ำสามารถกระตุ้นการไหลเวียนในทะเลสาบอัลไพน์ผ่านโมเมนตัมที่ส่งตรงไปยังทะเลสาบโดยแม่น้ำหรือลำธาร และผ่านกระแสน้ำที่มีความหนาแน่นสูง หากน้ำที่ไหลเข้ามามีความหนาแน่นมากกว่าน้ำที่ผิวน้ำของทะเลสาบ (เนื่องจากความแตกต่างของอุณหภูมิหรือความเข้มข้นของตะกอน) แรงลอยตัวจะผลักดันน้ำที่ไหลเข้ามาที่มีน้ำหนักมากกว่าลงไปตามความลาดชันของพื้นทะเลสาบหรือเข้าไปในส่วนภายในของทะเลสาบ การไหลที่ขับเคลื่อนด้วยความหนาแน่นดังกล่าวได้รับการบันทึกไว้ในทะเลสาบอัลไพน์ด้วยความเร็วเกือบ 1 เมตร/วินาที^{[ 29 ]}การให้ความร้อนและการทำให้เย็นลงของทะเลสาบอัลไพน์สามารถทำให้ผิวน้ำมีความหนาแน่นมากกว่าน้ำในส่วนภายในของทะเลสาบ ส่งผลให้คอลัมน์น้ำไม่เสถียรเนื่องจากแรงโน้มถ่วง และน้ำที่มีความหนาแน่นสูงจะถูกดึงลงมาจากผิวน้ำทำให้เกิดการพาความร้อน^{[ 30 ]}การไหลเวียนในแนวดิ่งนี้เป็นวิธีการที่มีประสิทธิภาพในการผสมในทะเลสาบ^{[ 30 ]}และอาจมีบทบาทสำคัญในการทำให้คอลัมน์น้ำเป็นเนื้อเดียวกันระหว่างช่วงเวลาของการแบ่งชั้น^{[ 31 ]}คลื่นในระดับแอ่ง เช่นคลื่นภายในและเซชสามารถขับเคลื่อนการไหลเวียนในทะเลสาบอัลไพน์ได้เช่นกัน เซชภายในในทะเลสาบอัลไพน์ได้รับการสังเกตด้วยความเร็วที่เกี่ยวข้องในระดับไม่กี่เซนติเมตรต่อวินาที^{[ 26 ]}

ทะเลสาบแอลป์เป็นแหล่งอาศัยของความหลากหลายทางชีวภาพของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังที่เป็นเอกลักษณ์ ซึ่งปรับตัวได้ดีกับสภาพแวดล้อมที่เย็นกว่าและโดยทั่วไปแล้วรุนแรงกว่าเมื่อเทียบกับทะเลสาบที่ระดับความสูงต่ำกว่า มีเพียงไม่กี่ชนิดที่เด่นกว่าที่ปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมที่มีสารอาหารต่ำและรังสี UV ที่รุนแรง โดยมีChironomidaeและOligochaetaคิดเป็นเกือบ 70% ของชุมชนในทะเลสาบแอลป์สองแห่งที่ได้รับการศึกษาอย่างดีในภาคเหนือของอิตาลี^{[ 32 ]}และยังเป็นสองชนิดที่โดดเด่นที่สุด (66% และ 28% ตามลำดับ) ในทะเลสาบแอลป์ 28 แห่งในออสเตรีย^{[ 33 ]}ประชากรแพลงก์ตอนพืชส่วนใหญ่เป็นชนิดที่มีขนาดเล็กและเคลื่อนที่ได้ ได้แก่ Chrysophytes, Dinoflagellates และ Cryptophytes ในมวลน้ำ โดยมีส่วนสำคัญในการสังเคราะห์แสงมาจากชุมชนสาหร่ายที่เกาะติดกับพื้นผิว Epilithon และ Epipelon ด้วย^{[ 34 ]}ยังพบไวรัสในทะเลสาบอัลไพน์ด้วยปริมาณมากถึง 3 × 10 ⁷ /mL ซึ่งใกล้เคียงกับช่วงบนสุดของปริมาณที่สังเกตได้ทั่วไปตั้งแต่ 10 ⁵ถึง 10 ⁸ /mL ในระบบน้ำ^{[ 35 ]}

การศึกษาทะเลสาบอัลไพน์ 28 แห่งพบว่า เมื่อระดับความสูงเพิ่มขึ้น ความอุดมสมบูรณ์ของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังขนาดใหญ่จะเพิ่มขึ้นในทะเลสาบขนาดเล็ก แต่จะลดลงในทะเลสาบขนาดใหญ่ และองค์ประกอบของชุมชนจะเปลี่ยนแปลงไปตามระดับความสูงที่เพิ่มขึ้น โดยมุ่งไปสู่กลุ่มสายพันธุ์เฉพาะทางจำนวนน้อย^{[ 33 ]}เชื่อกันว่าความอุดมสมบูรณ์ที่เพิ่มขึ้นในทะเลสาบขนาดเล็กเมื่อระดับความสูงเพิ่มขึ้นนั้นเกิดจากสภาวะอุณหภูมิที่รุนแรงมากขึ้นซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของแหล่งน้ำขนาดเล็ก ทำให้เกิดการคัดเลือกสายพันธุ์ที่แข็งแรงกว่าจำนวนน้อย ซึ่งเจริญเติบโตได้ดีจากการแข่งขันโดยรวมที่น้อยลง^{[ 33 ]}ระดับความสูงอาจส่งผลต่อองค์ประกอบของชุมชนเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงความพร้อมของทรัพยากรอาหาร ตัวอย่างเช่น ที่ระดับความสูงที่สูงขึ้น ทะเลสาบอัลไพน์จะมีช่วงเวลาที่ปราศจากน้ำแข็งสั้นลง ซึ่งจำกัดปริมาณการผลิตขั้นต้นและการเจริญเติบโตของอาหารในภายหลัง โดยสรุปแล้ว ทั้งลักษณะทางกายภาพของทะเลสาบ รวมถึงขนาดและพื้นผิว และพารามิเตอร์ด้านสิ่งแวดล้อม รวมถึงอุณหภูมิและการปกคลุมด้วยน้ำแข็ง ล้วนกำหนดองค์ประกอบและโครงสร้างของชุมชน โดยงานวิจัยชิ้นหนึ่งชี้ให้เห็นว่าอุณหภูมิและความสูงเป็นปัจจัยหลัก^{[ 36 ]}และอีกงานวิจัยหนึ่งนำเสนอหลักฐานว่าความไม่สม่ำเสมอของสัณฐานวิทยาของทะเลสาบและพื้นผิวเป็นปัจจัยหลัก^{[ 37 ]}โดยเฉพาะอย่างยิ่งการเพิ่มขึ้นของพื้นผิวหิน พบว่าส่งผลกระทบเชิงลบต่อความอุดมสมบูรณ์และความหลากหลายของชนิดพันธุ์^{[ 33 ]}พารามิเตอร์ด้านสิ่งแวดล้อมทั้งหมดเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ซึ่งส่งผลกระทบต่อเนื่องไปยังชุมชนสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังและจุลินทรีย์ในทะเลสาบบนที่สูง

ชุมชนสัตว์มีกระดูกสันหลังในทะเลสาบบนที่สูงนั้นมีจำกัดกว่าชุมชนสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังมาก เนื่องจากสภาพแวดล้อมที่รุนแรงส่งผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตมากขึ้น แต่ก็อาจรวมถึงปลา สัตว์สะเทินน้ำสะเทินบก สัตว์เลื้อยคลาน และนก แม้จะเป็นเช่นนั้น ทะเลสาบบนที่สูงหลายแห่งก็ยังคงมีสิ่งมีชีวิตหลากหลายชนิดอาศัยอยู่ สิ่งมีชีวิตเหล่านี้เข้ามาได้หลายวิธี ทั้งการนำเข้าโดยมนุษย์ การนำเข้าทางนิเวศวิทยา และบางชนิดก็เป็นสิ่งมีชีวิตเฉพาะถิ่นของทะเลสาบนั้นๆกบน้ำติติกากาในทะเลสาบติติกากาในเทือกเขาแอนดีสสูงเป็นหนึ่งในสายพันธุ์ที่เป็นสิ่งมีชีวิตเฉพาะถิ่น ในขณะที่สายพันธุ์อื่นๆ ถูกนำเข้ามา^{[ 38 ]}

ทะเลสาบติติกากาเป็นแหล่งอาศัยของสัตว์มีกระดูกสันหลังหลากหลายชนิด รวมถึงกบน้ำติติกากา ( Telmatobious culeous)และนกเป็ดน้ำติติกากา ( Rollandia microptera ) ที่ใกล้สูญพันธุ์ ซึ่งพบได้เฉพาะในลุ่มน้ำติติกากาเท่านั้น^{[ 38 ] [ 39 ]}ลุ่มน้ำแห่งนี้ยังเป็นที่อยู่อาศัยของนกหลากหลายชนิด และถือเป็นพื้นที่แรมซาร์เนื่องจากมีความสำคัญทางนิเวศวิทยา นกน้ำที่พบได้แก่ นกฟลามิ งโกชิลี นกขา เหลืองใหญ่นกกระยางหิมะนกคูตแอนเดียนนกนางนวลแอนเดียนและนกกระแตแอนเดียน^{[ 39 ]}

ทะเลสาบอัลไพน์ที่สำคัญอีกแห่งหนึ่งคือทะเลสาบเครเตอร์ซึ่งตั้งอยู่ในรัฐโอเรกอน เป็นที่อยู่อาศัยของปลาต่างถิ่นหลายชนิด สัตว์สะเทินน้ำสะเทินบกพื้นเมือง และสัตว์เลื้อยคลาน สัตว์สะเทินน้ำสะเทินบกและสัตว์เลื้อยคลานที่พบได้ในทะเลสาบเครเตอร์ ได้แก่นิวท์มาซามา ซาลา แมนเดอร์ ตะวันตกเฉียงเหนือ กบซี่โครงตะวันตกเฉียงเหนือ คางคกตะวันตกเฉียงเหนือ กบน้ำตกกบต้นไม้แปซิฟิกกิ้งก่าภูเขาเหนือคางคกเขาเล็กกิ้งก่าจระเข้เหนือและงูการ์เตอร์ตะวันตกเฉียงเหนือ^{[ 40 ]}

ทะเลสาบในเขตเทือกเขาแอลป์บางแห่งไม่มีสัตว์มีกระดูกสันหลังพื้นเมืองอาศัยอยู่เลย แต่กลับมีประชากรสัตว์มีกระดูกสันหลังเพิ่มขึ้นจากการนำเข้าสายพันธุ์ ต่าง ๆ โดยทั่วไป แล้วมนุษย์มักนำปลามาปล่อยในทะเลสาบเพื่อการตกปลาเพื่อการพักผ่อนและการแข่งขัน

ก่อนการปล่อยปลาแซลมอนจำนวน 1.8 ล้านตัวในช่วงปี 1884 ถึง 1941 ทะเลสาบ Crater Lake ไม่เคยมีสัตว์มีกระดูกสันหลังชนิดใดมาก่อน โดยส่วนใหญ่เป็นปลาเทราต์สายรุ้ง ( Oncorhynchus mykiss ) และปลาแซลมอนโคคานี ( O. nerka ) ^{[ 41 ]} นอกจาก นี้ยังมีการนำปลาชนิดอื่นๆ เข้ามาอีก เช่นปลาเทราต์สีน้ำตาล ( Salmo trutta ), ปลาแซลมอนโคโฮ ( O. kisutch ) , ปลาเทราต์คัตโทรต ( O. clarkii ) และปลาแซลมอนสตีลเฮด ( O. mykiss ) ปลาที่นำเข้ามาส่งผลกระทบต่อชุมชนในแหล่งน้ำเปิดและแหล่งน้ำเบื้องล่าง เนื่องจากเป็นเหยื่อหลักของปลาต่างถิ่น ซาลาแมนเดอร์และนิวท์ที่พบในทะเลสาบ Crater Lake ก็ถูกรุกรานถิ่นที่อยู่ดั้งเดิมและมีจำนวนลดลงหรือสูญพันธุ์ไป นอกจากนี้ยังพบสัตว์สะเทินน้ำสะเทินบกเหล่านี้ในกระเพาะของปลาที่ปล่อยลงในทะเลสาบ Crater Lake ซึ่งทำให้ประชากรลดลงไปอีก^{[ 41 ]}

ทะเลสาบ Tahoeซึ่งตั้งอยู่ระหว่างแคลิฟอร์เนียและเนวาดา ก็มีปลาต่างถิ่นหลายชนิดที่เข้ามาตั้งรกรากในแอ่งน้ำเนื่องจากการตกปลาเพื่อการพักผ่อนหย่อนใจ รวมถึงปลาเทราต์ทะเลสาบ ( Salvelinus namaycush ), ปลาเทราต์สายรุ้ง, ปลาเทราต์สีน้ำตาล, ปลาบลูจิล ( Lepomis macrochirus ), ปลาคาร์พ ( Cyprinus caprio ) และอื่นๆ^{[ 42 ]}ปลาเทราต์ทะเลสาบ พร้อมกับกุ้งน้ำจืดต่างถิ่นMysis relictaได้เปลี่ยนแปลงห่วงโซ่อาหารในทะเลสาบ Tahoe อย่างมากทะเลสาบ Cascade ที่อยู่ใกล้เคียง ในแคลิฟอร์เนีย ซึ่งมักถูกศึกษาอย่างใกล้ชิดกับทะเลสาบ Tahoe ไม่มีปลาต่างถิ่นใดๆ เนื่องจากมีการจำกัดการเข้าถึงของประชาชนอย่างเข้มงวด^{[ 42 ]}นอกจากนี้ยังมีการปล่อยปลาลงในทะเลสาบ Titicaca หลังจากประชากรปลาพื้นเมืองลดลงอย่างมากหลังจากการแข่งขันตกปลา^{[ 38 ]}

การศึกษาบางชิ้นระบุว่าการตกปลาเพื่อการพักผ่อนหย่อนใจของสายพันธุ์ต่างถิ่นในทะเลสาบอัลไพน์อาจส่งผลเสียต่อระบบนิเวศโดยรวม การนำสายพันธุ์ต่างถิ่นเข้ามา โดยเฉพาะอย่างยิ่งในทะเลสาบที่ไม่มีปลาอยู่แล้ว อาจนำพาเชื้อโรคและแบคทีเรีย ซึ่งส่งผลเสียต่อชุมชนสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังที่มีอยู่เดิม การศึกษาในทะเลสาบอัลไพน์ของอิตาลีที่ไม่มีปลาอยู่ 2 แห่ง ได้แก่ ทะเลสาบ Dimon และทะเลสาบ Balma พบว่าปลาที่นำเข้ามานำพาไวรัสและแบคทีเรียชนิดใหม่ที่เป็นอันตรายต่อสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำพื้นเมืองในน้ำ การศึกษายังแสดงให้เห็นว่าวิธีเดียวที่จะแก้ไขปัญหานี้ได้คือการกำจัดสายพันธุ์ปลาต่างถิ่นในทะเลสาบให้หมดสิ้นด้วยวิธีใดก็ตามที่เป็นไปได้ ซึ่งรวมถึงการใช้อวนดักปลา การจับปลาด้วยไฟฟ้า และการตกปลาเพื่อการพักผ่อนหย่อนใจอย่างต่อเนื่องและรุนแรง^{[ 43 ]}

สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังในทะเลสาบอัลไพน์ถือเป็นหนึ่งในชุมชนสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังที่เปราะบางที่สุดต่ออุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นซึ่งเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่เกิดจากมนุษย์ เนื่องจากการคาดการณ์ว่าจะมีช่วงเวลาที่ปราศจากน้ำแข็งเพิ่มขึ้น^{[ 33 ]}และผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงการปกคลุมของพื้นที่โดยมนุษย์ค่อนข้างน้อยเมื่อเทียบกับระบบนิเวศบนบกและในน้ำอื่นๆ ที่คล้ายคลึงกัน^{[ 37 ]} สายพันธุ์ ที่ทนต่อ อุณหภูมิ ต่ำซึ่งปรับตัวให้สามารถอยู่รอดได้ในอุณหภูมิที่เย็นจัดเพียงเล็กน้อย และสายพันธุ์ที่สืพันธุ์แบบอาศัยเพศขนาดใหญ่ซึ่งขยายพันธุ์ได้ช้ากว่าสายพันธุ์ที่สืพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศขนาดเล็กภายใต้การรบกวน อาจได้รับผลกระทบในทางลบได้^{[ 37 ]}คาดว่าธารน้ำแข็งที่ละลายจะทำให้ขนาดของทะเลสาบอัลไพน์ที่ได้รับน้ำจากธารน้ำแข็งเพิ่มขึ้น ซึ่งส่งผลกระทบต่อขนาดของหลักฐานที่มีต่อองค์ประกอบของชุมชน^{[ 33 ]}นอกจากนี้ โครงสร้างของแหล่งที่อยู่อาศัยอาจเปลี่ยนแปลงไปตามการเพิ่มขึ้นของการกัดเซาะจากดินเยือกแข็งที่ละลาย และสุดท้าย การเพิ่มขึ้นของความถี่และความรุนแรงของเหตุการณ์สภาพอากาศสุดขั้วจะทำให้ความขุ่นของน้ำเพิ่มขึ้น^{[ 21 ] [ 33 ]}ซึ่งเป็นที่ทราบกันดีว่าส่งผลกระทบต่อกระบวนการสังเคราะห์แสงและการหายใจโดยการเพิ่มการลดทอนของแสงและลดขนาดของเขตโฟติกระบบนิเวศของทะเลสาบในเทือกเขาแอลป์กำลังเผชิญกับอัตราการเปลี่ยนแปลงที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อนในองค์ประกอบของชุมชนที่เกี่ยวข้องกับการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิและปริมาณสารอาหารในช่วงไม่นานมานี้^{[ 44 ]}การตรวจสอบอย่างสม่ำเสมอสามารถช่วยระบุ วัดปริมาณ และกำหนดลักษณะผลกระทบทางนิเวศวิทยานี้ได้

เทคนิคการตรวจสอบอย่างหนึ่งใช้สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังขนาดใหญ่เป็นตัวบ่งชี้ทางชีวภาพเป็นหลักในการวิเคราะห์การสะสมของธาตุติดตามที่เกี่ยวข้องกับมลพิษ^{[ 32 ]}และโดยทั่วไปแล้วเพื่อติดตามการเปลี่ยนแปลงในชุมชนชีวภาพเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ^{[ 37 ] [ 44 ]}ธาตุติดตามสามารถเกิดขึ้นได้ตามธรรมชาติ แต่การพัฒนาอุตสาหกรรม รวมถึงการบริโภคเชื้อเพลิงฟอสซิล ได้เร่งอัตราการสะสมของธาตุติดตามในสภาพแวดล้อมของทะเลสาบบนที่สูง^{[ 32 ]}แม้ว่าธาตุติดตามบางชนิดจะเป็นสิ่งจำเป็นต่อชีวิตในความเข้มข้นต่ำ แต่ธาตุติดตามบางชนิดเริ่มทำหน้าที่เป็นสารปนเปื้อนเมื่อมีการสะสมมากเกินไป หลังจากถูกปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศ ธาตุติดตามสามารถละลายได้ผ่านกระบวนการทางชีวธรณีเคมีและลงเอยในตะกอน จากนั้นถูกเคลื่อนย้ายผ่านการผุกร่อนและการไหลบ่าเพื่อเข้าสู่ระบบนิเวศของทะเลสาบบนที่สูง สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังขนาดใหญ่ที่อาศัยอยู่ใต้พื้นน้ำ ซึ่งมักอยู่ที่ฐานของห่วงโซ่อาหาร เป็นผู้สะสมหลักของธาตุติดตาม ซึ่งจะถูกส่งต่อขึ้นไปตามห่วงโซ่อาหารไปยังปลาหรือนกผ่านการล่า การศึกษาวิจัยที่สำคัญซึ่งใช้ไครอนอมิดเป็นตัวบ่งชี้ทางชีวภาพเนื่องจากมีจำนวนมากในทะเลสาบอัลไพน์และมีพฤติกรรมการกินที่หลากหลาย (นักสะสม นักย่อยสลาย และผู้ล่า) พบว่าความเข้มข้นของธาตุติดตามส่วนใหญ่อยู่ในขอบเขตเป้าหมายคุณภาพของตะกอน ยกเว้นตะกั่วในทะเลสาบที่ทำการศึกษาทั้งสองแห่งและสังกะสีในทะเลสาบหนึ่งแห่ง และยังสรุปได้ว่าความเข้มข้นของธาตุติดตามสะท้อนถึงระดับมลพิษที่ส่งผลกระทบต่อทะเลสาบอัลไพน์แต่ละแห่งในภูมิภาคทางตอนเหนือของอิตาลีที่ทำการศึกษา^{[ 32 ]}การศึกษาวิจัยอีกฉบับหนึ่ง เมื่อประเมินองค์ประกอบของตัวบ่งชี้ทางชีวภาพที่เลือกไว้ในช่วงเวลาต่างๆ และพบหลักฐานของคุณภาพน้ำที่เสื่อมโทรม สรุปได้ว่าระบบนิเวศของทะเลสาบได้เคลื่อนออกจาก "สถานะการดำเนินงานที่ปลอดภัย" ^{[ 44 ]}

ความเป็นด่างสามารถนิยามได้ว่าเป็นความสามารถในการทำให้กรดเป็นกลางของแหล่งน้ำ^{[ 45 ]}ความเป็นด่างในน้ำธรรมชาติส่วนใหญ่เกิดจากไบคาร์บอเนตซึ่งเป็นเบสคู่ควบที่แข็งแรงของกรดคาร์บอนิกที่อ่อนแอ ซึ่งเป็นผลผลิตจากการผุพังของหิน ไบคาร์บอเนตมีความสามารถในการทำหน้าที่เป็นกรดหรือเบสในน้ำ ทำให้เป็นบัฟเฟอร์เพื่อต้านทานการเปลี่ยนแปลงจากสารที่เป็นกรดหรือเบสที่เข้าสู่แหล่งน้ำ ความเป็นด่างวัดได้ในหน่วย μeq L ⁻¹ซึ่งกำหนดโดยความเข้มข้นของไอออนต่อลิตรของน้ำคูณด้วยประจุของไอออนหรือโดยการ ไทเทรต

ทะเลสาบอัลไพน์ได้รับการศึกษาอย่างละเอียดเกี่ยวกับความเป็นกรดมาตั้งแต่ทศวรรษ 1980 ส่วนใหญ่เป็นเพราะรูปแบบตามฤดูกาลของการเปลี่ยนแปลงความเป็นด่างและค่า pHที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติจากปริมาณน้ำฝนและการละลายของหิมะ^{[ 46 ]} ทะเลสาบเหล่านี้มีระดับความเป็นด่างต่ำตามฤดูกาล (และด้วยเหตุนี้จึงมีค่า pH ต่ำ ) ทำให้มีความอ่อนไหวต่อฝนกรดอันเป็นผลมาจากมลพิษ ในบรรยากาศ ^{[ 47 ]}เคมีของน้ำในทะเลสาบอัลไพน์ถูกครอบงำโดยการตกตะกอน ในบรรยากาศ (การขนส่งอนุภาคระหว่างชั้นบรรยากาศ) และกระบวนการในลุ่มน้ำ (การระบายน้ำฝน) ^{[ 48 ]}รูปแบบสภาพอากาศของทะเลสาบอัลไพน์รวมถึงช่วงเวลาการละลายของหิมะที่ยาวนานซึ่งมีการสัมผัสกับดินและหินเป็นเวลานาน ส่งผลให้ความเป็นด่างเพิ่มขึ้น การผุพังของหินที่มีแคลเซียมหรือคาร์บอเนตเป็นองค์ประกอบหลัก ( หินปูน ) เป็นสาเหตุสำคัญที่ทำให้ทะเลสาบในเขตเทือกเขาแอลป์มีความเป็นด่างสูง^{[ 47 ]}ในขณะที่ทะเลสาบในเขตเทือกเขาแอลป์ที่มีหินแกรนิตและหินอัคนีชนิดอื่น ๆ จะมีความเป็นด่างต่ำกว่าเนื่องจากกระบวนการผุพังเกิดขึ้นช้ากว่า^{[ 45 ]}ความเป็นด่างที่ต่ำลงบ่งชี้ถึงความสามารถในการบัฟเฟอร์น้ำจากสารที่เป็นกรดหรือด่างที่ลดลง ดังนั้นทะเลสาบในเขตเทือกเขาแอลป์ที่มีความเป็นด่างต่ำจึงมีความเสี่ยงต่อมลพิษที่เป็นกรดในบรรยากาศ โดยทั่วไปเป็นที่ยอมรับกันว่าทะเลสาบในเขตเทือกเขาแอลป์ที่มีความเป็นด่างน้อยกว่า 200 หน่วย μeq L ⁻¹มีความเสี่ยงต่อการเกิดภาวะเป็นกรด^{[ 49 ]}

เทือกเขาแอลป์เป็นเทือกเขาที่ใหญ่ที่สุดในยุโรปและเป็นที่ตั้งของทะเลสาบที่มีชื่อเสียงที่สุดหลายแห่ง^{[ 50 ]}หินพื้นฐานในเทือกเขาแอลป์มีความหลากหลายมากและอาจประกอบด้วยหินแกรนิต ควอตซ์ หินชนวน โดโลไมต์ หินอ่อน หินปูน และอื่นๆ อีกมากมาย^{[ 51 ]}โครงสร้างทางธรณีวิทยาที่หลากหลายนี้มีบทบาทต่อความเป็นด่างที่แตกต่างกันของทะเลสาบในเทือกเขาแอลป์แต่ละแห่ง การศึกษาทะเลสาบในเทือกเขาแอลป์ 73 แห่งในเทือกเขาแอลป์ตะวันออกพบว่า 85% ของทะเลสาบมีค่าความเป็นด่างต่ำ (< 200 μeq L ⁻¹ ) โดยมีเพียงสองทะเลสาบเท่านั้นที่มีค่าความเป็นด่างสูงกว่า 500 μeq L ^{−1 [ 51 ]}การศึกษานี้ยังได้กำหนดค่า pH และพบว่าอยู่ในช่วง 7.93–4.80 โดย 21% ของทะเลสาบมีค่า pH ต่ำกว่า 6.00 ^{[ 51 ]}นอกจากนี้ยังพบว่าค่า pH ในภูมิภาคนี้ไม่ขึ้นอยู่กับระดับความสูง

มีการวิเคราะห์ที่คล้ายกันในทะเลสาบ 207 แห่ง ส่งผลให้ค่าความเป็นด่างอยู่ในช่วงตั้งแต่ -23 ถึง 1372 μeq L ⁻¹และค่าเฉลี่ยอยู่ที่ 145 μeq L ^{−1 [ 52 ]} นอกจาก นี้ยังมีการกำหนดค่า pH สำหรับทะเลสาบเหล่านี้ ซึ่งอยู่ในช่วงตั้งแต่ 4.6 ถึง 9.2 ^{[ 52 ]}ทะเลสาบในเทือกเขาแอลป์ที่มีค่า pH น้อยกว่า 6.0 แสดงให้เห็นถึงผลกระทบที่เป็นกรดต่อจุลินทรีย์ และค่า pH น้อยกว่า 5.3 มีลักษณะเป็นกรดรุนแรง^{[ 52 ]}การวิเคราะห์นี้ทำซ้ำในทะเลสาบในเทือกเขาแอลป์ 107 แห่งในเทือกเขาแอลป์ตอนกลางที่มีหินฐานเป็นหินซิลิกาและหินอัลตราเบสิก ทะเลสาบเหล่านี้มีค่าความเป็นด่างอยู่ในช่วงตั้งแต่ 155 ถึง -23 ไมโครเทียบเท่าต่อลิตร ซึ่งแสดงให้เห็นว่าทะเลสาบในเทือกเขาแอลป์ที่มีหินฐานคล้ายกันอาจมีความไวต่อฝนกรดมากเพียงใด

เทือกเขาแคสเคดทอดยาวจากแคลิฟอร์เนียตอนเหนือผ่านโอเรกอนและวอชิงตัน ภูมิภาคนี้ประกอบด้วยหินตะกอนและ หิน ภูเขาไฟมีปริมาณน้ำฝนตามฤดูกาลสูง และมีป่าสน^{[ 45 ]}พื้นที่ป่าสงวน Alpine Lakes Wilderness Area ในเทือกเขาแคสเคดของวอชิงตันมีทะเลสาบมากกว่า 700 แห่ง^{[ 53 ] ค่าความเป็นด่างของทะเลสาบในภูมิภาคแคสเคดแตกต่างกันไปตั้งแต่สูงถึง 400 μeq L-1 ถึงต่ำสุดที่ 57 μeq L −1 [ 45 ] [ 53 ] ซึ่ง}ทั้งหมด^{ถือว่า}มี^{ค่าความเป็นด่างต่ำ}และบ่งชี้ว่าอาจมีความเสี่ยงต่อการเป็นกรด^{[ 53 ]}ค่า pH ของทะเลสาบเหล่านี้อยู่ในช่วง 7.83 ถึง 5.62 และในภูมิภาคนี้ ทะเลสาบที่เป็นกรดจะถือว่ามีค่า pH ต่ำกว่า 4.7 ^{[ 53 ]}เทือกเขาแคสเคดได้รับการประเมินเพิ่มเติมโดยแบ่งเป็นภูมิภาคย่อย เนื่องจากสภาพแวดล้อมมีความแตกต่างกันอย่างมากพบว่าค่าความเป็นด่างต่ำ 50–100 μeq L ^{−1 ในบริเวณที่มีดินน้อยและหิน} แกรนิตเช่น บริเวณ Glacier Peak Wilderness และ Mt. Rainier ^{[ 45 ]}ส่วนค่าความเป็นด่างสูง 200–400 μeq L ⁻¹พบว่าในบริเวณที่ประกอบด้วยหินบะ ซอลต์ และหินแอนเดไซต์เช่น Western Cascades ^{[ 45 ]}

ตัว บ่งชี้ ทางบรรพชีวินวิทยา คือแหล่งข้อมูลทางเคมีหรือชีวภาพที่ทำหน้าที่เป็นข้อมูลบ่งชี้สำหรับบางแง่มุมของสภาพภูมิอากาศ และสามารถช่วยสร้างสภาพภูมิอากาศระดับภูมิภาคในอดีตและชะตากรรมในอนาคตของสภาพแวดล้อมบนเทือกเขาแอลป์ได้ ทะเลสาบบนเทือกเขาแอลป์เองเป็นแหล่งเก็บข้อมูลสภาพภูมิอากาศโบราณที่มีเอกลักษณ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการทำความเข้าใจสภาพภูมิอากาศในช่วงปลายยุคควอเทอร์นารีเนื่องจากทะเลสาบเหล่านี้เก็บรวบรวมและจัดเก็บ ข้อมูล ทางธรณีสัณฐานวิทยาและนิเวศวิทยาไว้ในตะกอน^{[ 54 ]}บันทึกเหล่านี้ในอดีตช่วยให้เข้าใจได้ดีขึ้นว่าทะเลสาบบนเทือกเขาแอลป์ตอบสนองต่อความแปรปรวนของสภาพภูมิอากาศอย่างไร ดังนั้น ด้วยการทำความเข้าใจกลไกเหล่านี้ในอดีต จึงสามารถคาดการณ์ได้ดีขึ้นเกี่ยวกับการตอบสนองในอนาคตของระบบนิเวศบนเทือกเขาแอลป์ต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในปัจจุบัน

สัดส่วนของฟอสฟอรัส (P) ในรูปแร่ธาตุต่อฟอสฟอรัสอินทรีย์ในตะกอนทะเลสาบสามารถใช้ในการพิจารณาได้ว่าตะกอนนั้นมาจากธารน้ำแข็ง (อัตราส่วนฟอสฟอรัสในรูปแร่ธาตุต่อฟอสฟอรัสอินทรีย์สูงกว่า) หรือมาจากเนินเศษหิน (อัตราส่วนฟอสฟอรัสในรูปแร่ธาตุต่อฟอสฟอรัสอินทรีย์ต่ำกว่า) ดังนั้น ปริมาณฟอสฟอรัสในตะกอนจึงสามารถบ่งบอกถึงกิจกรรมของธารน้ำแข็งและสภาพภูมิอากาศในช่วงเวลาที่ตะกอนนั้นสะสมตัวได้ ตัวอย่างเช่น ทะเลสาบบนเทือกเขาแอลป์ในเทือกเขาชายฝั่งของบริติชโคลัมเบียเผยให้เห็นสภาพที่เย็นกว่าและชื้นกว่าเนื่องจากแนวโน้มที่เพิ่มขึ้นของตะกอนฟอสฟอรัสที่มีแร่ธาตุสูง (ที่มาจากธารน้ำแข็ง) ซึ่งสอดคล้องกับการค้นพบอื่นๆ เกี่ยวกับการลดลงของอุณหภูมิในยุคโฮโลซีน^{[ 55 ]}

คุณสมบัติทางแม่เหล็กของตะกอนในทะเลสาบอัลไพน์ยังสามารถช่วยอนุมานกิจกรรมของธารน้ำแข็งได้อย่างละเอียด^{[ 56 ]}เมื่อคุณสมบัติทางแม่เหล็กของตะกอนในทะเลสาบตรงกับคุณสมบัติของหินฐาน ก็สามารถอนุมานได้ว่ามีการเคลื่อนที่ของธารน้ำแข็งมากขึ้น กล่าวคือ อุณหภูมิเย็นลง นอกจากนี้ ตะกอนยังเป็น "ตะกอนที่เกิดจากการผุพังของหินฐาน" และมีขนาดเม็ดหยาบกว่า ซึ่งบ่งชี้ถึงกิจกรรมของธารน้ำแข็งที่สูงในช่วงยุคไพลสโตซีน

กลุ่มไดอะตอม เผยให้เห็นการเปลี่ยนแปลงของสภาพ แวดล้อมใต้ทะเลและความเป็นด่าง ซึ่งช่วยให้สามารถอนุมานการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและ ความเข้มข้น ของคาร์บอนไดออกไซด์เมื่อเวลาผ่านไป^{[ 57 ]}ในช่วงที่มีอุณหภูมิสูงขึ้น ฤดูกาลเจริญเติบโตที่ยาวนานขึ้นทำให้พืชใต้ทะเลเจริญเติบโตมากขึ้น ซึ่งแสดงให้เห็นได้จาก ชนิดของไดอะตอม ที่เกาะติดกับพื้นผิว (เติบโตบนพื้นผิว) มากขึ้น หลังจากการเริ่มต้นของการปฏิวัติอุตสาหกรรมกลุ่มไดอะตอมเผยให้เห็นสภาพที่เป็นกรดมากขึ้น ซึ่งเกี่ยวข้องกับความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ที่สูงขึ้น นอกเหนือจากทะเลสาบอัลไพน์เองที่ทำหน้าที่เป็นแหล่งข้อมูลการสังเกตสภาพภูมิอากาศโบราณแล้ว เขตอัลไพน์โดยรอบยังให้ตัวบ่งชี้ที่มีประโยชน์มากมาย เช่น พลวัต ของวงปีต้นไม้และลักษณะทางธรณีสัณฐานวิทยา