Orangefarbene Flüsse signalisieren toxische Veränderungen in der arktischen Wildnis

Die Erwärmung des Bodens setzt Metalle frei, die für Fische und Nahrungsketten tödlich sind.

In der Brooks Range in Alaska sind Flüsse, die einst klar genug zum Trinken waren, jetzt orangefarben und trüb von giftigen Metallen. Die Erwärmung taut den ehemals gefrorenen Boden auf und löst eine chemische Kettenreaktion aus, die Fische vergiftet und Ökosysteme zerstört.

Mit der Erwärmung des Planeten beginnt eine Schicht aus Permafrost – dauerhaft gefrorener arktischer Boden, der seit Jahrtausenden Mineralien eingeschlossen hat – aufzutauen. Wasser und Sauerstoff dringen in den neu freigelegten Boden ein, lösen den Abbau sulfidreicher Gesteine aus und erzeugen Schwefelsäure, die natürlich vorkommende Metalle wie Eisen, Cadmium und Aluminium aus den Gesteinen in den Fluss auslaugt.

Oft werden solche geochemischen Reaktionen durch Bergbauaktivitäten ausgelöst. Diesmal ist das jedoch nicht der Fall.

„So sieht saurer Bergbauabfluss aus“, sagte Tim Lyons, Biogeochemiker an der University of California in Riverside. „Aber hier gibt es keinen Bergbau. Der Permafrost taut auf und verändert die Chemie der Landschaft.“

Eine neue Studie, die die Schwere der Verschmutzung detailliert beschreibt, wurde in den Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht. Obwohl sich die Studie auf den Salmon River konzentriert, warnen die Forscher, dass ähnliche Veränderungen bereits in Dutzenden anderer arktischer Wassereinzugsgebiete im Gange sind.

„Ich arbeite und reise seit 1976 in der Brooks Range, und die jüngsten Veränderungen der Landformen und der Wasserchemie sind wirklich erstaunlich“, sagte David Cooper, Wissenschaftler an der Colorado State University und Mitautor der Studie.

Der Ökologe Paddy Sullivan von der University of Alaska bemerkte die dramatischen Veränderungen erstmals im Jahr 2019, als er Feldforschung zu den sich nach Norden verschiebenden arktischen Wäldern betrieb – eine weitere Folge des Klimawandels. Ein Pilot, der Sullivan zum Forschungsgebiet flog, warnte ihn, dass sich der Salmon River nach der Schneeschmelze nicht geklärt habe und „wie Abwasser“ aussehe. Alarmiert von dem, was er sah, schloss sich Sullivan mit Lyons, Roman Dial von der Alaska Pacific University und anderen zusammen, um die Ursachen und ökologischen Folgen zu untersuchen.

Ihre Analyse bestätigte, dass die auftauende Permafrostschicht geochemische Reaktionen auslöste, die sulfidreiche Gesteine wie Pyrit oxidieren, Säure bilden und eine Vielzahl von Metallen mobilisieren, darunter Cadmium, das sich in den Organen von Fischen anreichert und Tiere wie Bären und Vögel, die Fisch fressen, beeinträchtigen kann.

In geringen Mengen sind Metalle nicht unbedingt giftig. Die Studie zeigt jedoch, dass die Metallkonzentrationen im Flusswasser die von der US-Umweltschutzbehörde festgelegten Toxizitätsschwellen für Wasserlebewesen überschreiten. Darüber hinaus reduziert das eisenhaltige Wasser die Lichtmenge, die den Grund des Flusses erreicht, und erstickt Insektenlarven, die von Lachsen und anderen Fischen gefressen werden.

Zwar gelten die derzeitigen Metallkonzentrationen im essbaren Fischgewebe nicht als gefährlich für den Menschen, doch stellen die Veränderungen der Flüsse eine indirekte, aber ernsthafte Bedrohung dar. Der Ketalachs, eine wichtige Nahrungsquelle für viele indigene Gemeinschaften, könnte Schwierigkeiten haben, in den mit feinem Sediment verstopften Kiesbetten zu laichen. Andere Arten, wie Äschen und Dolly Varden, könnten ebenfalls betroffen sein.

„Das ist nicht nur eine Geschichte über den Salmon River“, sagte Lyons. „Das passiert überall in der Arktis. Überall, wo es die richtige Art von Gestein und auftauenden Permafrost gibt, kann dieser Prozess beginnen.“

Im Gegensatz zu Bergwerken, wo saurer Abfluss mit Puffern oder Rückhaltesystemen gemildert werden kann, gibt es in diesen abgelegenen Wassereinzugsgebieten möglicherweise Hunderte von Verschmutzungsquellen und keine solche Infrastruktur. Sobald der chemische Prozess beginnt, kann ihn nur noch die Erholung des Permafrostbodens stoppen.

„Sobald dieser Prozess einmal begonnen hat, gibt es kein Zurück mehr“, sagte Lyons. „Es ist eine weitere irreversible Veränderung, die durch die Erwärmung des Planeten verursacht wird.“

Die vom Rapid Response Program der National Science Foundation finanzierte Studie hebt die potenzielle Gefahr für andere arktische Regionen hervor. Die Forscher möchten Gemeinden und Landverwaltern helfen, zukünftige Auswirkungen vorherzusehen und sich, wenn möglich, darauf vorzubereiten.

„Es gibt nur noch wenige Orte auf der Erde, die so unberührt sind wie diese Flüsse“, sagte Lyons. „Aber selbst hier, weit entfernt von Städten und Autobahnen, sind die Spuren der globalen Erwärmung unübersehbar. Kein Ort bleibt verschont.“

• PNAS „Wild, scenic, and toxic: Recent degradation of an iconic Arctic watershed with permafrost thaw“ | doi: 10.1073/pnas.2425644122)

Quelle

University of California Riverside 2025 / (Cover photo of the Salmon River: Taylor Rhoades) | Translated with www.DeepL.com/Translator