Alaskas rustne farvande:Uberørte floder og vandløb bliver orange

Dusinvis af Alaskas mest fjerntliggende vandløb og floder forvandles fra en krystalklar blå til en overskyet orange, og farvningen kan være resultatet af mineraler, der er udsat ved optøning af permafrost, viser ny forskning i Communications Earth &Environment .

For første gang har forskere fra National Park Service, U.S. Geological Survey, University of California, Davis og andre institutioner dokumenteret og prøvet nogle af de forringede farvande og udpeget 75 steder på tværs af et område på størrelse med Texas i det nordlige Alaskas Brooks Range .

Disse forringede floder og vandløb kan have betydelige konsekvenser for drikkevand og fiskeri i arktiske vandskel, efterhånden som klimaet ændrer sig, sagde forskerne.

"Jo mere vi fløj rundt, begyndte vi at bemærke flere og flere orange floder og vandløb," sagde hovedforfatter Jon O'Donnell, en økolog for NPS' Arctic Inventory and Monitoring Network. "Der er visse steder, der næsten ligner en mælkeagtig appelsinjuice. Disse orange vandløb kan være problematiske både med hensyn til at være giftige, men kan også forhindre migration af fisk til gydeområder."

Synlig fra rummet

O'Donnell bemærkede først et problem, da han besøgte en flod i 2018, der virkede rusten på trods af at have været klar året før. Han begyndte at spørge rundt og samle steder, mens han tog vandprøver, når det var muligt i den fjerntliggende region, hvor helikoptere generelt er den eneste måde at få adgang til floder og vandløb.

"De farvede floder er så store, at vi kan se dem fra rummet," sagde Brett Poulin, en assisterende professor i miljøtoksikologi ved UC Davis, som var en hovedforsker i forskningen. "Disse skal farves meget for at samle dem op fra rummet."

Poulin, hvis ekspertise er inden for vandkemi, mente, at farvningen lignede, hvad der sker med dræning af sur min, bortset fra at ingen miner er i nærheden af ​​nogen af ​​de svækkede floder, inklusive langs den berømte Salmon River og andre føderalt beskyttede farvande.

En hypotese er, at permafrosten, som i det væsentlige er frossen jord, opbevarer mineraler, og da klimaet blev varmere, blev de metalmalme, der engang var indespærret, udsat for vand og ilt, hvilket resulterede i frigivelse af syre og metaller.

"Kemi fortæller os, at mineraler forvitrer," sagde Poulin. "At forstå, hvad der er i vandet, er et fingeraftryk af, hvad der skete."

De påvirkede floder er på føderale områder, der administreres af Bureau of Land Management, Fish and Wildlife Service og NPS, herunder Gates of the Arctic og Kobuk Valley nationalparker.

Poulin og ph.d. Kandidat Taylor Evinger analyserede indledende prøver og samlede derefter deres egne på en tur i august sidste år, mens andre tog prøver i juni og juli. I år tager de tre ture i løbet af sommeren for at indsamle yderligere prøver.

Surt vand, der frigiver metaller

Nogle prøver fra de svækkede farvande har en pH-værdi på 2,3 sammenlignet med den gennemsnitlige pH-værdi på 8 for disse floder. Det betyder, at sulfidmineralerne forvitrer, hvilket resulterer i meget sure og ætsende forhold, der frigiver yderligere metaller. Forhøjede eller høje niveauer af jern, zink, nikkel, kobber og cadmium er blevet målt.

"Vi ser en masse forskellige typer metaller i disse farvande," sagde Evinger. "Et af de mest dominerende metaller er jern. Det er det, der forårsager farveændringen."

Mens O'Donnell først bemærkede en ændring i 2018, har satellitbilleder vist farvet vand helt tilbage til 2008.

"Problemet forplanter sig langsomt fra små udspring til større floder over tid," sagde han. "Når der opstår nye problemer eller trusler, skal vi være i stand til at forstå dem."

Forståelse af risiko

Forskerne er i gang med det andet år af en tre-årig bevilling, der har til formål at forstå, hvad der sker i vandet, modellere, hvilke andre områder der kan være i fare, og vurdere konsekvenserne for drikkevand og fiskebestande.

Problemet vokser og påvirker levesteder, vandkvalitet og andre økologiske systemer, hvilket gør sunde områder til forringede levesteder med færre fisk og hvirvelløse dyr. Hvis landdistrikterne er afhængige af disse floder til drikkevand, kan de kræve behandling i sidste ende, og fiskebestandene, der fodrer lokale beboere, kan blive påvirket.

"Der er mange implikationer," sagde O'Donnell. "Når klimaet fortsætter med at varme, ville vi forvente, at permafrost fortsætter med at tø op, og så uanset hvor der er disse typer mineraler, er der potentiale for, at vandløb bliver orange og bliver forringet med hensyn til vandkvalitet."

Mere arbejde er nødvendigt for bedre at forstå problemet, og om floder og vandløb kan vende tilbage, måske efter at koldt vejr fremmer permafrostens genopretning.

"Jeg tror, ​​der vil være meget mere detaljeret arbejde at følge op for at løse nogle af de usikkerheder, vi har i øjeblikket," sagde O'Donnell.

Forskere fra Alaska Pacific University, Colorado State University, University of Alaska Anchorage og UC Riverside bidrog også til forskningen.

Flere oplysninger: Jonathan A. O'Donnell et al., Metalmobilisering fra optøning af permafrost til akvatiske økosystemer driver rustning af arktiske vandløb, Communications Earth &Environment (2024). DOI:10.1038/s43247-024-01446-z

Journaloplysninger: Kommunikation Jord og miljø

Leveret af UC Davis