Die Arktis gilt als eine der letzten unberührten Regionen der Erde, doch selbst hier hinterlässt der Klimawandel sichtbare Spuren. Eis- und Schneedecken ziehen sich zurück, zuvor dauerhaft gefrorene Böden tauen auf, kälteliebende Tiere müssen neue Lebensräume erschließen und wärmeliebende Pflanzenarten dringen immer weiter in den Norden vor. Diese Veränderungen bringen ganze Ökosysteme aus dem Gleichgewicht. Selbst abgelegene Wildnisgebiete sind nicht vom Wandel verschont.
Wenn klare Bäche rostig werden
Jetzt haben Forschende um Patrick Sullivan von der University of Alaska in Anchorage noch eine weitere gravierende Veränderung in arktischen Ökosystemen beobachtet. In der Brooks Range im Norden Alaskas, einem riesigen Wildnisgebiet ohne Straßen, verfärben sich seit ein paar Jahren zahlreiche Flüsse dauerhaft orange. Besonders eindrücklich zeigt sich dieser Wandel am Salmon River. Bis 2018 war er ein glasklarer Wildfluss, doch im Sommer 2019 färbte er sich plötzlich rostrot. Um den Ursachen und ökologischen Folgen des Phänomens auf den Grund zu gehen, nahmen die Forschenden an mehreren Stellen des Flusssystems Wasserproben und untersuchten diese auf Giftstoffe.
Das Ergebnis: In fast allen Proben überschritten die Konzentrationen der Metalle Eisen, Aluminium und Cadmium die von der US-Umweltschutzbehörde festgelegten Grenzwerte deutlich. Eisen fällt im Wasser als rostige Partikel aus und kann sich auf den Kiemenoberflächen von Fischen ablagern, wo es den Sauerstoffaustausch behindert und im schlimmsten Fall zum Ersticken führt. Darüber hinaus reduziert das eisenhaltige Wasser die Lichtmenge, die den Grund des Flusses erreicht, und erstickt Insektenlarven – eine wichtige Nahrungsquelle für Lachse und andere Fische. Cadmium wiederum reichert sich in Geweben an und kann sowohl die Organe als auch das Nervensystem der Fische schädigen. Über die Nahrungskette gelangt es auch in die Körper anderer Tiere wie Bären und Vögel.
Wie gravierend die Folgen dieser Metallverseuchung sind, zeigen erste Beobachtungen in benachbarten Zuflüssen. In einem Quellbach des Akillik-Einzugsgebiets brach nach der Verfärbung des Wassers die Biomasse von Algen drastisch ein, die Zahl der wirbellosen Kleintiere ging stark zurück und Jungfische verschwanden dort vollständig, berichten Sullivan und seine Kollegen.
Bedrohung für ganze Regionen
Doch woher kommt all das giftige Metall? Oft werden solche schädlichen Mineralienfreisetzungen durch Bergbauaktivitäten ausgelöst, doch die gibt es in der Region nicht. Die Forschenden vermuten stattdessen, dass die Ursache im auftauenden Permafrost liegt. Denn dieser gibt nach und nach Mineralien frei, die zuvor jahrtausendelang unter der gefrorenen Oberfläche lagerten, darunter sulfidreiche Gesteine. „Wenn gelöster Sauerstoff im Grundwasser mit neu freigelegten Sulfidmineralien wie dem Eisensulfidmineral Pyrit in Wechselwirkung tritt, kann Schwefelsäure entstehen, die Metalle aus dem Ausgangsmaterial auslaugt“, schreiben die Forschenden. Dadurch landen Eisen, Cadmium und Co im Flusswasser und verfärben es. Seniorautor Timothy Lyons von der Colorado State University ergänzt: „Sobald dieser Prozess einmal begonnen hat, gibt es kein Zurück mehr. Es ist eine weitere irreversible Veränderung, die durch die Erwärmung des Planeten verursacht wird.“
