为什么阿拉斯加的河流变成了橙色？

永久冻土融化可能会使阿拉斯加偏远流域的一些清澈水变成尘土飞扬的浑浊橙色。根据 5 月 20 日发表在《自然》杂志《通讯：地球与环境》上的一项研究，随着冻土层融化，矿物质暴露出来并渗入水中。

“我们飞得越远，就越发现橙色的河流和溪流越来越多，”研究报告的共同作者、国家公园管理局生态学家乔恩·奥唐纳在一份声明中说。“有些地方看起来几乎像牛奶橙汁。这些橙色溪流不仅有毒，还可能阻止鱼类迁徙到产卵区。”

地面不稳定

永久冻土是含有冰的岩石或土壤，可以冻结两年或更长时间。根据美国环境保护署 (EPA) 的数据，阿拉斯加大约 80% 的地面全年都有永久冻土。该州的变暖速度也是全球平均水平的两到三倍，导致该州部分丰富的永久冻土正在融化。

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随着充满冰的永久冻土开始融化，它会变成泥浆，无法支撑上方土壤或植被的重量。人类建造的基础设施，包括建筑物、房屋、管道和道路，也可能遭到破坏。它还会暴露有机物，包括死去植物的残骸，随着地面融化，这些有机物会向大气中释放甲烷和二氧化碳。甚至可能释放出可能威胁人类健康的已死亡的病毒或细菌。

“我们可以从太空看到它们”

2018 年，奥唐纳首次注意到一条河流出现了锈迹，尽管前一年它看起来清澈见底。为了仔细观察，奥唐纳和这项研究的团队记录并取样了一些受损水体。他们调查了阿拉斯加北部布鲁克斯山脉的 75 个地点，该山脉面积与德克萨斯州相当。

“染色河流非常大，我们可以从太空中看到它们，”研究报告的合著者、加州大学戴维斯分校地球化学家布雷特·普林 (Brett Poulin) 在一份声明中说。“这些河流必须染色很多才能从太空中看到。”

普林观察到，水中的污染情况与酸性矿井排水过程中的情况类似——高酸性水从金属或煤矿中排出。然而，受污染的河流附近没有矿井，包括鲑鱼河和其他受联邦保护的水域。

他们的假设是，随着气温升高，冻土融化，储存在冻土中的矿物质就会被释放出来。曾经被锁住的金属矿石随后暴露在水和氧气中，将酸和金属释放到河中。

“化学告诉我们矿物质正在风化，”普林说。“了解水中有什么，就能知道发生了什么。”

Poulin 和加州大学戴维斯分校博士生 Taylor Evinger 分析了 2023 年 6 月和 7 月收集的初始样本，然后于 8 月采集了自己的样本。

他们发现，一些受污染水体的 pH 值为 2.3。这些河流的平均 pH 值为 8。pH 值的变化表明硫化物正在风化，使水变得更酸。他们还测量了铁、锌、镍、铜和镉的含量升高或过高。

“我们在这些水中发现了很多不同类型的金属，”埃文格在一份声明中说。“其中最主要的金属之一是铁。这就是造成颜色变化的原因。”

渔业资源对饮用水的影响

该团队目前正在进行为期三年的资助项目的第二年，旨在了解水域中发生的情况，确定其他可能面临风险的地区，并评估这对渔业资源和饮用水的影响。

研究小组表示，这一问题日益严重，影响着栖息地、水质和其他生态系统。它正在破坏原本健康的栖息地，并可能威胁农村地区饮用水的安全。

阿拉斯加北极之门国家公园库图克河的鸟瞰图，部分河水呈现铁锈色。图片来源：肯·希尔/国家公园管理局。

“这有很多影响，”奥唐奈说。“随着气候持续变暖，我们预计永久冻土将继续融化，因此，无论哪里有这些类型的矿物质，溪流都有可能变成橙色，水质也会下降。”

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需要进行更详细的研究，以更好地了解问题所在，并观察在寒冷天气恢复永久冻土后，河流和溪流是否能够恢复。2008 年的卫星图像显示，水的颜色变化已经持续了十多年，而且随着时间的推移，变化只会越来越大。

“随着时间的推移，这个问题正慢慢从小河源头蔓延到更大的河流，”奥唐奈说。“当出现紧急问题或威胁时，我们需要能够理解它们。”