Ein alarmierendes Phänomen färbt die Flüsse der Arktis orange, und Wissenschaftler warnen vor der Toxizität
Das Auftauen des Permafrostbodens in Alaska setzt Schwermetalle frei, die die Farbe und Reinheit der Flüsse verändern und das Leben im Wasser sowie die lokalen Gemeinden gefährden.
In den abgelegenen Gebieten der Brooks Range im Norden Alaskas haben die Flüsse, die bis vor kurzem noch klar und rein waren, nun eine orangefarbene und trübe Färbung. Dieses alarmierende Phänomen ist laut einer Studie, die letzte Woche in der Zeitschrift PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences) veröffentlicht wurde, auf das Auftauen des Permafrostbodens zurückzuführen.
Der Ökologe Paddy Sullivan von der University of Alaska war einer der ersten, der diese Veränderung im Jahr 2019 bemerkte. Während seiner Forschungen zur Verlagerung der arktischen Wälder stellte er fest, dass der Salmon River nach der Schneeschmelze nicht klarer geworden war und eher wie Abwasser aussah. Beunruhigt durch diese Beobachtung schloss sich Sullivan mit anderen Forschern zusammen, um die Ursachen und ökologischen Folgen dieses Phänomens zu untersuchen.
Das Forschungsteam unter der Leitung von Tim Lyons, Biogeochemiker an der University of California, analysierte das Wasser des Salmon River und bestätigte, dass das Auftauen des Permafrostbodens geochemische Reaktionen auslöste, die sulfidreiche Gesteine wie Pyrit oxidieren, Säure bilden und eine Vielzahl von Metallen in den Fluss transportieren.
Der chemische Prozess hinter der Veränderung
Permafrost ist die Bodenschicht, die über Jahre hinweg – in vielen Regionen sogar über Jahrtausende – kontinuierlich gefroren bleibt. Er fungiert als natürliches Reservoir für Mineralien und Schwermetalle. Wenn dieser gefrorene Boden auftaut, werden Mineralien wie Pyrit (ein Eisensulfid) Wasser und Sauerstoff ausgesetzt.
Dieser Kontakt löst eine Oxidationsreaktion aus, bei der Schwefelsäure entsteht. Die entstehende Säure löst Metalle wie Eisen, Cadmium und Aluminium auf, die dann in die Flüsse gelangen und deren Farbe sich orange verfärbt. Dieser Prozess ähnelt der sauren Entwässerung von Bergwerken, erfolgt jedoch auf natürliche Weise und ohne direkten menschlichen Einfluss.
Die Forscher weisen darauf hin, dass in Bergwerken die saure Entwässerung durch Barrieren oder Rückhaltesysteme kontrolliert werden kann. In diesen Wassereinzugsgebieten hingegen gibt es Dutzende oder sogar Hunderte von Verschmutzungsherden, und die Möglichkeit, eine Infrastruktur zur Schadensbegrenzung zu schaffen, ist nicht realisierbar.
Sobald der chemische Prozess einmal begonnen hat, kann ihn nur noch die Erholung des Permafrostbodens aufhalten. Damit wird das Phänomen zu einer irreversiblen Veränderung, die durch die Erderwärmung vorangetrieben wird.
Ökologische und biologische Auswirkungen
Die Freisetzung dieser Metalle in Flüsse hat verheerende Folgen für aquatische Ökosysteme. Hohe Konzentrationen von Metallen wie Cadmium sind giftig für Wasserlebewesen. Sie beeinträchtigen Arten wie den Ketalachs, den Äschen und den Dolly-Varden-Äschen. Die Metalle reichern sich in den Organen der Fische an und können Tiere beeinträchtigen, die von ihnen abhängig sind, wie Bären und Vögel.
Darüber hinaus verringert die zunehmende Trübung des Wassers die Lichtdurchlässigkeit am Grund der Flüsse, was sich auf die Insektenlarven auswirkt, die eine wichtige Nahrungsquelle für Fische darstellen. All dies stört die Nahrungskette und gefährdet die Artenvielfalt der Region.
Dieses Phänomen beschränkt sich nicht nur auf den Salmon River. Andere Untersuchungen haben Flüsse und Bäche in verschiedenen Teilen der Arktis identifiziert, die aufgrund des Auftauens des Permafrostbodens ebenfalls ihre Farbe verändert haben. Wissenschaftler warnen davor, dass sich dieser Prozess bei anhaltender globaler Erwärmung auf andere Regionen ausweiten und weitere Ökosysteme und Gemeinden beeinträchtigen könnte.
Das Auftauen des Permafrostbodens in der Arktis offenbart eine verborgene und gefährliche Facette des Klimawandels. Die Freisetzung von Schwermetallen in Flüsse verändert nicht nur deren Farbe, sondern gefährdet auch das Leben im Wasser und die Gemeinschaften, die von diesen Ökosystemen abhängig sind. Es sind weitere Studien erforderlich, um das Ausmaß dieses Phänomens zu verstehen und Strategien zur Milderung seiner Auswirkungen zu entwickeln.
Quellenhinweis:
Wild, scenic, and toxic: Recent degradation of an iconic Arctic watershed with permafrost thaw, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 122 (37) e2425644122, (2025). PAG.F.Sullivan, R.J.Marcar, D.J.Tonelero, DO.Diamante, DO.J.Tino, D.D.Gregorio, R.MI.Wong, &T.O.Lyon,