Warum wird das Wasser immer oranger?

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Eine Luftaufnahme des rostfarbenen Kutuk River im Gates of Arctic National Park in Alaska. Auftauender Permafrost setzt Mineralien der Erosion aus, erhöht den Säuregehalt des Wassers und setzt Metalle wie Eisen, Zink und Kupfer frei. Bildnachweis: Ken Hill – National Park Service.
Christian Garavaglia Christian Garavaglia Meteorisiertes Argentinien 24.05.2024 12:00 7 Min

Dutzende der isoliertesten Bäche und Flüsse Alaskas verfärben sich von kristallblau zu trübem Orange, und das könnte sein das Ergebnis von Mineralien, die durch das Auftauen des Permafrosts freigelegt werdenlaut einer neuen, in der Zeitschrift veröffentlichten Studie Naturkommunikation: Erde und Umwelt.

Zum ersten Mal hat ein Forscherteam des National Park Service, des U.S. Geological Survey, der University of California in Davis und anderer Institutionen einige der veränderten Gewässer dokumentiert und beprobt und identifiziert 75 Standorte auf einer Fläche von der Größe Texasin der Brooks Range, Nordalaska.

Diese degradierten Flüsse und Bäche könnten im Zuge des Klimawandels erhebliche Folgen für das Trinkwasser und die Fischerei in den arktischen Becken haben, sagten die Forscher.

„Je mehr wir flogen, desto mehr bemerkten wir immer mehr orangefarbene Flüsse und Bäche“, sagte Hauptautor Jon O’Donnell, Ökologe beim NPS Arctic Monitoring and Inventory Network. “Es gibt Stellen, die fast wie milchiger Orangensaft aussehen. Diese orangefarbenen Ströme können problematisch sein, da sie giftig sindaber sie könnten auch verhindern, dass Fische zu Laichplätzen wandern.“

Orangefarbenes Wasser in Alaska vom Weltraum aus sichtbar

O’Donnell bemerkte das Problem zum ersten Mal, als er 2018 einen Fluss besuchte, der rostig aussah obwohl sie im Vorjahr sauber war. Er begann mit der Erforschung und Sammlung von Standorten und entnahm dabei möglichst Wasserproben in abgelegenen Gebieten, wo Hubschrauber normalerweise die einzige Möglichkeit sind, an Flüsse und Bäche zu gelangen.

„Farbige Flüsse sind so groß, dass wir sie vom Weltraum aus sehen können“, sagte Brett Poulin, Assistenzprofessor für Umwelttoxikologie an der UC Davis und leitender Forscher der Forschung. „Man muss sie viel färben, um sie aus dem Weltraum einfangen zu können.“

Eine Luftaufnahme des Kutuk River im Arctic Gateway National Park in Alaska, der wie orangefarbene Farbe aussieht, die in klares blaues Wasser fließt. Bildnachweis: Ken Hill – National Park Service.
Eine Luftaufnahme des Kutuk River im Arctic Gateway National Park in Alaska, der wie orangefarbene Farbe aussieht, die in klares blaues Wasser fließt. Bildnachweis: Ken Hill – National Park Service.

Poulin, der über einen Hintergrund in der Wasserchemie verfügt, war der Meinung, dass die Flecken dem ähneln, was bei der Entwässerung von sauren Minen auftritt, mit dem Unterschied, dass dies der Fall istIn der Nähe von zerstörten Flüssen, auch nicht entlang des berühmten Salmon River, gibt es keine Minen und andere staatlich geschützte Gewässer.

Eine Hypothese besagt, dass Permafrost, bei dem es sich im Wesentlichen um gefrorenen Boden handelt, Mineralien speichert und dass bei der Erwärmung des Klimas die einst eingefangenen metallischen Mineralien Wasser und Sauerstoff ausgesetzt wurden, was zur Freisetzung von Säure und Metallen führte.

„Die Chemie sagt uns, dass Mineralien erodieren“, sagte Poulin. “Zu verstehen, was sich im Wasser befindet, ist ein Fingerabdruck dessen, was passiert ist.”

Stark saure und korrosive Bedingungen

Einige veränderte Wasserproben haben einen pH-Wert von 2,3 im Vergleich zum durchschnittlichen pH-Wert dieser Flüsse von 8. Das bedeutet es Sulfidmineralien erodieren, wodurch stark saure und korrosive Bedingungen entstehen, die zusätzliche Metalle freisetzen. Es wurden hohe bzw. hohe Gehalte an Eisen, Zink, Nickel, Kupfer und Cadmium gemessen.

„Wir sehen in diesen Gewässern viele verschiedene Arten von Metallen“, sagte Evinger. „Eines der dominantesten Metalle ist Eisen. Das ist der Grund für die Farbveränderung.“

Es wurden hohe bzw. hohe Gehalte an Eisen, Zink, Nickel, Kupfer und Cadmium gemessen.

Während O’Donnell erstmals im Jahr 2018 eine Veränderung bemerkte, Satellitenbilder zeigten verfärbtes Wasser aus dem Jahr 2008.

Mit der Zeit breitet sich das Problem aus langsam von kleinen Quellen zu größeren Flüssen“, sagte er. „Wenn Probleme oder Bedrohungen auftauchen, müssen wir in der Lage sein, sie zu verstehen.“

Das Risiko verstehen

Die Forscher befinden sich im zweiten Jahr eines dreijährigen Stipendiums, das darauf abzielt, zu verstehen, was im Wasser passiert, andere Bereiche zu modellieren, die gefährdet sein könnten, und die Auswirkungen auf das Trinkwasser und die Fischpopulationen abzuschätzen.

Das Problem nimmt zu und beeinträchtigt den Lebensraum, die Wasserqualität und andere Ökosysteme, wodurch gesunde Gebiete zu geschädigten Lebensräumen mit weniger Fischen und Wirbellosen werden. Wenn ländliche Gemeinden für ihr Trinkwasser auf diese Flüsse angewiesen sind, könnten sie irgendwann eine Behandlung benötigen und die Fischbestände, die die Anwohner ernähren, könnten beeinträchtigt werden.

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„Es gibt viele Implikationen“, sagte O’Donnell. „Während sich das Klima weiter erwärmt, Wir gehen davon aus, dass der Permafrost weiter auftaut. Wo also Mineralien dieser Art vorkommen, verfärben sich Wasserstraßen wahrscheinlich orange und die Wasserqualität verschlechtert sich.“

Es sind weitere Arbeiten erforderlich, um das Problem besser zu verstehen und festzustellen, ob sich Flüsse und Bäche erholen können.

Nachrichtenreferenz:

O’Donnell, JA, Carey, MP, Koch, JC et al. Die Mobilisierung von Metallen aus dem auftauenden Permafrost in aquatische Ökosysteme führt zur Rostbildung in den arktischen Wasserstraßen. Common Earth Environ 5, 268 (2024). https://doi.org/10.1038/s43247-024-01446-z

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