Tientallen van de meest afgelegen beken en rivieren van Alaska veranderen van kristalhelder blauw in troebel oranje, en de verkleuring zou het gevolg kunnen zijn van mineralen die bloot komen te liggen door ontdooiende permafrost, zo blijkt uit nieuw onderzoek in Communications Earth &Environment .

Voor het eerst hebben onderzoekers van de National Park Service, U.S. Geological Survey, de University of California, Davis en andere instellingen een aantal van de aangetaste wateren gedocumenteerd en bemonsterd, waarbij ze 75 locaties hebben geïdentificeerd in een gebied ter grootte van Texas in de Brooks Range in het noorden van Alaska. .

Deze aangetaste rivieren en beken kunnen aanzienlijke gevolgen hebben voor het drinkwater en de visserij in de stroomgebieden van het Noordpoolgebied als het klimaat verandert, aldus de onderzoekers.

"Hoe meer we rondvlogen, we begonnen steeds meer oranje rivieren en beken op te merken", zegt hoofdauteur Jon O'Donnell, een ecoloog voor het Arctic Inventory and Monitoring Network van de NPS. "Er zijn bepaalde locaties die er bijna uitzien als een melkachtig sinaasappelsap. Die oranje stromen kunnen problematisch zijn, zowel omdat ze giftig zijn, maar ze kunnen ook de migratie van vissen naar paaigebieden verhinderen."

Zichtbaar vanuit de ruimte

O'Donnell merkte voor het eerst een probleem op toen hij in 2018 een rivier bezocht die er roestig uitzag, ondanks dat hij het jaar ervoor helder was. Hij begon rond te vragen en locaties samen te stellen, terwijl hij waar mogelijk watermonsters nam in de afgelegen regio, waar helikopters over het algemeen de enige manier zijn om toegang te krijgen tot de rivieren en beken.

"De vervuilde rivieren zijn zo groot dat we ze vanuit de ruimte kunnen zien", zegt Brett Poulin, assistent-professor milieutoxicologie aan UC Davis en hoofdonderzoeker bij het onderzoek. "Deze moeten veel bevlekt worden om ze uit de ruimte op te kunnen pikken."

Poulin, wiens expertise ligt op het gebied van waterchemie, dacht dat de kleuring leek op wat er gebeurt bij zure mijndrainage, behalve dat er geen mijnen in de buurt van een van de aangetaste rivieren liggen, ook niet langs de beroemde Salmon River en andere federaal beschermde wateren.

Eén hypothese is dat de permafrost, die in wezen bevroren grond is, mineralen opslaat en dat naarmate het klimaat warmer werd, de metaalertsen die ooit opgesloten zaten, werden blootgesteld aan water en zuurstof, wat resulteerde in het vrijkomen van zuren en metalen.

"De scheikunde vertelt ons dat mineralen verweren", zei Poulin. "Begrijpen wat er in het water zit, is een vingerafdruk van wat er is gebeurd."

De getroffen rivieren bevinden zich op federaal grondgebied dat wordt beheerd door het Bureau of Land Management, Fish and Wildlife Service en NPS, waaronder de nationale parken Gates of the Arctic en Kobuk Valley.

Poulin en Ph.D. kandidaat Taylor Evinger analyseerde de eerste monsters en verzamelde vervolgens hun eigen monsters tijdens een reis afgelopen augustus, terwijl anderen monsters namen in juni en juli. Dit jaar zullen ze tijdens de zomer drie reizen maken om extra monsters te verzamelen.

Zuur water dat metalen vrijgeeft

Sommige monsters uit de aangetaste wateren hebben een pH van 2,3, vergeleken met de gemiddelde pH van 8 voor deze rivieren. Dit betekent dat de sulfidemineralen verweren, wat resulteert in zeer zure en corrosieve omstandigheden waarbij extra metalen vrijkomen. Er zijn verhoogde of hoge gehalten aan ijzer, zink, nikkel, koper en cadmium gemeten.

"We zien veel verschillende soorten metalen in deze wateren", zei Evinger. "Een van de meest dominante metalen is ijzer. Dat veroorzaakt de kleurverandering."

Hoewel O'Donnell in 2018 voor het eerst een verandering opmerkte, hebben satellietbeelden gekleurd water uit 2008 aan het licht gebracht.

"Het probleem verspreidt zich in de loop van de tijd langzaam van kleine bovenloop naar grotere rivieren", zei hij. "Wanneer zich opkomende problemen of bedreigingen voordoen, moeten we ze kunnen begrijpen."

Inzicht in risico's

De onderzoekers zitten in het tweede jaar van een driejarige subsidie ​​gericht op het begrijpen van wat er in het water gebeurt, het modelleren van welke andere gebieden mogelijk gevaar lopen en het beoordelen van de gevolgen voor drinkwater en visbestanden.

Het probleem groeit en beïnvloedt de habitat, de waterkwaliteit en andere ecologische systemen, waardoor gezonde gebieden veranderen in gedegradeerde habitats met minder vissen en ongewervelde dieren. Als plattelandsgemeenschappen voor hun drinkwater afhankelijk zijn van deze rivieren, kunnen ze uiteindelijk behandeling nodig hebben en kunnen de visbestanden die de lokale bewoners voeden, worden aangetast.

"Er zijn veel implicaties", zei O'Donnell. "Naarmate het klimaat blijft opwarmen, verwachten we dat de permafrost blijft ontdooien. Waar dit soort mineralen ook aanwezig zijn, bestaat de kans dat beken oranje kleuren en achteruitgaan in termen van waterkwaliteit."

Er is meer werk nodig om het probleem beter te begrijpen en om te bepalen of rivieren en beken zich kunnen herstellen, misschien nadat koud weer het herstel van de permafrost bevordert.

"Ik denk dat er nog veel meer gedetailleerd werk zal volgen om een ​​aantal van de onzekerheden die we momenteel hebben aan te pakken", zei O'Donnell.

Wetenschappers van de Alaska Pacific University, Colorado State University, University of Alaska Anchorage en UC Riverside hebben ook bijgedragen aan het onderzoek.

Meer informatie: Jonathan A. O'Donnell et al, Metaalmobilisatie van ontdooiende permafrost naar aquatische ecosystemen veroorzaakt het roesten van Arctische stromen, Communicatie Aarde en Milieu (2024). DOI:10.1038/s43247-024-01446-z

Journaalinformatie: Communicatie Aarde &Milieu

Geleverd door UC Davis