Die globalen Temperaturen steigen, doch besonders intensiv ist der hohe Norden der Erde von den Folgen des Klimawandels betroffen, haben bereits zahlreiche Studien verdeutlicht. Mit der Erwärmung geht dort ein besonders problematischer Effekt einher: Der bisher permanent gefrorene Untergrund beginnt in vielen arktischen Regionen aufzutauen, was zu einer verstärkten Freisetzung von Treibhausgasen führen kann. Der Verlust des Permafrosts macht sich bereits durch strukturelle Veränderungen in vielen arktischen Landschaften bemerkbar. Nun berichten Forschende über einen intensiven Farbeffekt, den sie auf die zunehmenden Schmelzprozesse in den Böden Alaskas zurückführen.
Erstmals aufgefallen ist das Phänomen im Jahr 2018: Der Erst-Autor der Studie, Jon O’Donnell vom Arctic Inventory and Monitoring Network des National Park Service in Anchorage, besuchte erneut einen Fluss im nördlichen Alaska, den er bereits im Jahr zuvor gesehen hatte. Dabei stellte er fest, dass das bisher glasklare Wasser plötzlich milchig-orange aussah. Offenbar handelte es sich dabei nicht um einen Einzelfall, ergaben die anschließenden Nachforschungen: Es zeichnete sich ab, dass viele Fließgewässer in der Region von der Verfärbung betroffen sein könnten. Aus diesen Beobachtungen entwickelte sich dann ein Forschungsprojekt: O’Donnell und seine Kollegen erfassten systematisch die Verbreitung des Phänomens im nördlichen Alaska und untersuchten seine Entwicklungsgeschichte anhand von Satellitenbildern. Außerdem führten sie Wasseranalysen durch und untersuchten die Wirkung der Wasserveränderung auf aquatische Lebewesen.
“Wie milchiger Orangensaft”
Wie die Forschenden berichten, zeichnete sich bei 75 Fließgewässern im Norden Alaskas die Verfärbung deutlich ab. „Je mehr wir herumflogen, desto mehr orangefarbene Flüsse und Bäche bemerkten wir. In manchen Fällen sieht das Wasser fast wie ein milchiger Orangensaft aus“, sagt O’Donnell. Mithilfe der Fernerkundung konnten sie die Entwicklung der Verfärbung dabei auf die letzten zehn Jahre eingrenzen. „Das Problem breitete sich im Laufe der Zeit langsam von kleinen Quellflüssen auf größere Flüsse aus“, so O’Donnell. Dies verweist den Forschenden zufolge bereits auf einen Zusammenhang mit dem Auftauen des Permafrostbodens. Denn in dieser Zeitspanne waren in der Region besonders erhöhte Temperaturen und Niederschläge zu verzeichnen.
Durch die Analysen der Proben aus den verfärbten Gewässern konnte das Team eine erhebliche Veränderung der Wasserqualität dokumentieren. Besonders auffällig war dabei der erhöhte Säuregehalt: In einigen Fällen weist das orangefarbene Wasser demnach einen pH-Wert von 2,3 auf, verglichen mit dem durchschnittlichen Wert unbelasteter Flüsse von 8. Wie die Forschenden erklären, ist dies auf den erhöhten Gehalt an gelöstem Sulfat im Wasser zurückzuführen. Ihnen zufolge stammt es wahrscheinlich aus der Verwitterung von Sulfidmineralien in den vom Auftauen betroffenen Einzugsbereichen der Gewässer. Die sauren und korrosiven Bedingungen setzten dort wohl auch die Metalle frei, die das Team ebenfalls in den Proben nachweisen konnte. Es handelt sich um erhöhte Gehalte von Zink, Nickel, Kupfer, Cadmium – und vor allem Eisen. Letzteres ist in seiner oxidierten Form für den Farbeffekt verantwortlich, sagen die Forschenden. Das orangefarbene Wasser lässt sich somit auch als rostig bezeichnen.
