Oranje Rivieren Signaleren Toxicologische Verandering in de Arctische Wildernis

De Salmon River in Alaska heeft nu een roestige oranje kleur door metaalverontreinigingen die vrijkomen door het smeltende permafrost.

In het Brooks Range van Alaska stromen rivieren, die ooit helder genoeg waren om te drinken, nu oranje en troebel door giftige metalen. Terwijl de aarde opwarmt en het ooit bevroren grond doet smelten, ontketent dit een chemische kettingreactie die vissen vergiftigt en ecosystemen verstoort.

Als de planeet opwarmt, begint een laag permafrost—permanent bevroren Arctische bodem die mineralen duizenden jaren heeft opgesloten—te smelten. Water en zuurstof dringen het nieuw blootgestelde grond binnen, wat de afbraak van sulfide-rijke rotsen op gang brengt en zwavelzuur creëert dat van nature voorkomende metalen zoals ijzer, cadmium en aluminium uit de rotsen in de rivier lekt.

Meestal worden geochemische reacties zoals deze uitgelokt door mijnbouwactiviteiten. Maar dat is dit keer niet het geval. “Dit is hoe zuur mijnafvoer eruitziet,” zegt Tim Lyons, een biogeochemicus aan de Universiteit van Californië, Riverside. “Maar hier is er geen mijn. Het permafrost smelt en verandert de chemie van het landschap.”

Een nieuw onderzoek dat de ernst van de verontreiniging beschrijft, is gepubliceerd in de Proceedings of the National Academy of Sciences. Hoewel de studie zich richt op de Salmon River, waarschuwen onderzoekers dat soortgelijke transformaties al aan de gang zijn in tientallen andere Arctische stroomgebieden.

“Ik werk en reis sinds 1976 in het Brooks Range, en de recente veranderingen in landvormen en waterchemie zijn werkelijk verbazingwekkend,” zegt David Cooper, onderzoeker aan de Colorado State University en mede-auteur van de studie.

Ecologist Paddy Sullivan van de Universiteit van Alaska merkte de dramatische veranderingen voor het eerst op in 2019 tijdens veldwerk over Arctische bossen die naar het noorden verschuiven—een andere gevolg van klimaatverandering. Een piloot die Sullivan naar het veld vloog, waarschuwde hem dat de Salmon River niet was opgehelderd na het smelten van de sneeuw en er “uitziet als riolering.” Bezorgd over wat hij zag, sloot Sullivan zich aan bij Lyons, Roman Dial van de Alaska Pacific University en anderen om de oorzaken en ecologische gevolgen te onderzoeken.

Hun analyse bevestigde dat het smeltende permafrost geochemische reacties op gang bracht die sulfide-rijke rotsen zoals pyriet oxideren, wat zuurheid genereert en een breed scala aan metalen mobiliseert, waaronder cadmium, dat zich ophoopt in de organen van vissen en schadelijk kan zijn voor dieren zoals beren en vogels die vissen eten.

In kleine hoeveelheden zijn metalen niet noodzakelijkerwijs giftig. Echter, de studie toont aan dat de concentraties van metalen in het water van de rivier de toxiciteitsdrempels van de Amerikaanse Environmental Protection Agency voor aquatisch leven overschrijden. Bovendien vermindert het door ijzer troebele water de hoeveelheid licht die de bodem van de rivier bereikt en verstikt het insectenlarven die door de zalm en andere vissen worden gegeten.

Hoewel de huidige concentraties van metalen in eetbare visweefsels niet als gevaarlijk voor mensen worden beschouwd, vormen de veranderingen in de rivieren indirecte maar ernstige bedreigingen. Chum-zalm, een belangrijke soort voor veel inheemse gemeenschappen, kan moeite hebben met het paaien in grindbedden die verstopt zijn met fijne sedimenten. Andere soorten, zoals graying en Dolly Varden, kunnen ook worden getroffen.

“Het is niet alleen een verhaal van de Salmon River,” zegt Lyons. “Dit gebeurt in het hele Arctische gebied. Waar je het juiste soort gesteente en smeltend permafrost hebt, kan dit proces beginnen.”

In tegenstelling tot mijnsites, waar de zuurafvoer kan worden verminderd met buffers of containment-systemen, hebben deze afgelegen stroomgebieden mogelijk honderden bronnen van verontreiniging en geen dergelijke infrastructuur. Zodra het chemische proces begint, is het enige wat het kan stoppen het herstel van het permafrost.

“Hier is niets meer aan te doen zodra het begint,” zegt Lyons. “Het is weer een onomkeerbare verschuiving veroorzaakt door een opwarmende planeet.”

De studie benadrukt het potentiële gevaar voor andere Arctische gebieden. De onderzoekers willen gemeenschappen en landbeheerders helpen om toekomstige impact te anticiperen en, waar mogelijk, zich voor te bereiden.

“Er zijn nog maar weinig plekken op aarde zo onaangetast als deze rivieren,” zegt Lyons. “Maar zelfs hier, ver van steden en snelwegen, is de vingerafdruk van de opwarming van de aarde onmiskenbaar. Geen enkele plek blijft gespaard.”