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Wärmere Sommer, schmelzender Permafrost und Erosion der Flussufer sind die Hauptkandidaten, aber der genaue Grund, warum sich die Flüsse im Norden Alaskas orange gefärbt haben, ist unbekannt, erklärt ein Forscher gegenüber Polar Journal. Die Folgen könnten für die Ökosysteme katastrophal sein.
Die Brooks Range im Norden Alaskas ist ein abgelegener und isolierter Ort.
Aus diesem Grund können große Veränderungen in der Umwelt stattfinden, ohne dass es jemand wirklich bemerkt. Doch vor etwa fünf Jahren trat eine Veränderung auf, die zu groß war, um unbemerkt zu bleiben: Die Flüsse in der Region, die zuvor kristallklar waren, begannen sich orange zu färben.
Alles begann damit, dass Piloten, die in den Bergen unterwegs waren, bemerkten, dass etwas nicht stimmte.
„Es ist nicht ungewöhnlich, dass man kleine orangefarbene Flecken sieht“, sagt Josh Koch vom US Geological Survey im Gespräch mit Polar Journal:
„Aber als die Piloten bemerkten, dass sie plötzlich neben einem roten Fluss an Orten landeten, an denen sie schon oft gewesen waren, und als sie dann nach Hause zurückflogen und sechs oder sieben weitere zählten, da wussten wir, dass es sich lohnt, dem nachzugehen“, fügt er an.
Erstellte Datenbank
Um ein Gefühl für das Problem zu bekommen, beschlossen Josh Koch und seine Kolleginnen und Kollegen von der US Geological Survey, eine Datenbank zu erstellen. Diese Datenbank enthielt Satellitenbilder, Beobachtungen von Piloten und Daten eines Professors der Alaska Pacific University, der regelmäßig mit Studenten durch das Gebiet wandert.
Mit Hilfe der Datenbank konnte das Problem schon bald quantifiziert werden: Mindestens 75 Flüsse hatten ihre Farbe geändert.
„Wir hatten bereits im Rahmen anderer Studien in dieser Region gearbeitet und wussten daher, dass diese Bäche früher kristallklar waren. Man konnte bis auf den Grund sehen. Aber als wir zurückkamen, waren sie plötzlich orange gefärbt“, erzählt Josh Koch weiter.
„Es war ziemlich schockierend das zu sehen“, meint er.
Das erste Mal, dass er die Veränderungen mit eigenen Augen sah, war, als er in die Berge ging, um an einer anderen Studie über die Ökosysteme der Region zu arbeiten. Im Frühjahr hatte er einen Fluss besucht, um Überwachungsgeräte aufzustellen, und das Wasser war so wie immer: klar und durchsichtig.
Doch als er im August zurückkam, hatten sich die Dinge deutlich verändert.
„Er (Der Fluss, Anm. d. Red.) war leuchtend orange. Alle Sensoren waren mit dieser orangefarbenen Schmiere bedeckt. Es war ziemlich offensichtlich, dass etwas passiert war, und weil wir diese Sensoren eingebaut hatten, konnten wir genau sehen, was es gewesen war.“
„Es geschah urplötzlich und war keine allmähliche Sache“, fügt er an.
Vier Metalle im Wasser
Seitdem versuchen Josh Koch und ein Dreier-Team, die Gründe für die plötzliche Farbveränderung herauszufinden. Durch die Auswahl einer Teilmenge der 75 Flüsse und deren Untersuchung über einen bestimmten Zeitraum hinweg haben sie einen ersten wichtigen Schritt zur Beantwortung der Frage getan.
In einer Studie, die noch geprüft wird, aber bald veröffentlicht werden soll, konnten sie feststellen, auf welche Weise sich die chemische Zusammensetzung der Flüsse im Vergleich zu früher und zu Flüssen, die noch klar sind, unterscheidet.
Die Studie weist auf erhöhte Werte von vier verschiedenen Metallen hin: Eisen, Aluminium, Mangan und Zink. Daneben ergaben die Messungen auch erhöhte Sulfatwerte und pH-Werte, die manchmal unter drei liegen, was bedeutet, dass das Wasser ungewöhnlich sauer ist.
Aber warum sich die Chemie verändert hat, ist noch nicht bekannt.
Schmelzender Permafrost
Josh Koch und seine Kolleginnen und Kollegen haben jedoch ihre eigenen Theorien. Die Brooks Range ist, wie alle Polarregionen der Welt, ein Gebiet, das sich rasch erwärmt. Diese Erwärmung führt zu einer Reihe von neuen Prozessen, die theoretisch alle zu einer Veränderung der chemischen Zusammensetzung der Flüsse führen könnten. Es ist jedoch schwierig, einen Prozess vom anderen zu entkoppeln.
Ein offensichtlicher Verdächtiger ist der schmelzende Permafrost in diesem Gebiet.
„Wir wissen, dass der Permafrost in dieser Region auftaut, und das hat Auswirkungen auf die Art und Weise, wie sich das Wasser durch den Untergrund bewegt. Permafrost hält das flache Wasser seicht und das tiefe Wasser tief. Wenn der Permafrost auftaut, kann das Wasser über längere und tiefere Fließwege zu den Flüssen gelangen“, erklärt der Experte.
Dieser veränderte Fließweg führt dazu, dass das Wasser manchmal mit Metallen in Berührung kommt, die höhere Konzentrationen aufweisen, einschließlich des Eisens, das die Flüsse durch Rost orange färbt.
„Wenn wir orangefarbene Flüsse sehen, ist das fast immer mit einer höheren Metallbelastung verbunden. Die Farbe Orange ist also wirklich gut, denn so kann man leicht erkennen, dass der Fluss belastet ist. Man kann das beim Überfliegen, vom Boden aus oder sogar auf Satellitenbildern sehen“, sagt er.
Das Schmelzen des Permafrostbodens ist jedoch nicht die einzige Art und Weise, wie sich das Gebiet aufgrund des Klimawandels verändert. Wärmere Sommer bedeuten auch, dass saisonale Frostereignisse kürzer werden. Dadurch taut der Boden schneller auf, der Fluss des Schmelzwassers verändert sich und die Zeiten, in denen die Wasserstände am höchsten sind, ändern sich.
Darüber hinaus sind die Flüsse in der Brooks Range, ähnlich wie im Yukon River Watershed im Süden, von einer zunehmenden Erosion ihrer Ufer betroffen. Auch dies führt zu wechselnden Flussläufen und könnte eine Erklärung für die orangefarbenen Flüsse sein.
„Viele dieser Prozesse sind eng miteinander verknüpft, so dass es schwierig sein kann, das eine vom anderen zu trennen“, weist Koch darauf hin.
Schlimme Folgen für die Ökosysteme
Die wechselnde Farbe des Wassers ist zwar ungewöhnlich, aber es ist nicht sofort ersichtlich, warum sie Anlass zur Sorge geben sollte. Doch die Farbe ist nur ein Indikator dafür, dass sich die chemische Zusammensetzung der Flüsse und damit auch ihre Ökosysteme verändern.
Ziel der Forschung von Josh Koch und seinem Team ist es unter anderem, die Folgen zu bewerten. Sie haben bereits gravierende Unterschiede in den orangefarbenen Flüssen festgestellt.
„In einem Bach haben wir einen deutlichen Rückgang der wirbellosen Tiere festgestellt, nachdem der Fluss orange gefärbt war, und auch die Zahl der Fische war deutlich geringer“, erklärt er.
„Die Frage, die wir jetzt zu beantworten versuchen, ist, was das bedeutet. Haben sich die Fische bewegt? Oder sind sie tot? Die weiteren Auswirkungen auf die Ökosysteme sind uns noch unbekannt“, warnt Koch.
Seine Forschungen werden in den nächsten Jahren weitergehen und hoffentlich einige der vielen unbeantworteten Fragen beantworten, die die orangefarbenen Flüsse der Brooks Range plötzlich aufgeworfen haben.
Ole Ellekrog, Polar Journal