在阿拉斯加北部荒野，气候变化正显现出一个奇怪的症状：那里的河流正变得异常橙色。这一现象给整个北极地区的流域描绘了一幅令人担忧的图景，因为融化的永久冻土正在释放出有毒金属。
发表在《美国国家科学院院刊》上的一项新研究表明，随着地球变暖，橙色河流可能在北极地区变得司空见惯。但对于布鲁克斯山脉（一条从阿拉斯加北部延伸到加拿大育空地区）等地的生态系统来说，这种颜色变化预示着一系列问题。
河流为何变成橙色
当河流或溪流的水呈现橙色时，通常是采矿活动的副产品。通常，废弃矿井中的硫化物矿物暴露在空气和水中，导致它们氧化。
这个过程被称为酸性矿山废水（AMD），它会产生溶解的铁，当铁沉淀下来在溪流底部形成红色、橙色或黄色的沉积物时，就会改变溪流的颜色。AMD 还会向溪流中注入硫酸，溶解铜、铅和汞等其他重金属。
这些铁锈色、高酸性的溪流通常出现在地表煤矿开采普遍的地区——在美国，主要发生在阿巴拉契亚中部和大平原地区。
但更靠北的布鲁克斯山脉地区观察到的橙色河流与 AMD 无关。导致颜色变化的罪魁祸首是融化的永久冻土。
“这看起来就像是酸性矿山废水，”加州大学河滨分校的生物地球化学家、该研究的作者 Tim Lyons 在一份声明中说。“但这里没有矿山。永久冻土正在融化，改变着这片土地的化学性质。”
对鱼类的有毒威胁
这项新研究表明，全球变暖导致永久冻土融化，使得水和氧气能够接触到数千年来一直被禁锢在地下的硫化物矿物。富含硫化物的岩石的风化作用现在正在将铁和其他金属输送到河流中，就像 AMD 一样，使河流变成橙色。
这项新研究的重点是鲑鱼河，该河在 2019 年夏天之前水质一直清澈，但之后开始出现持续至今的变色迹象。
参与该研究的研究人员决心找出河流的毒性到底有多大。在 2022 年 8 月至 2023 年 8 月之间的三次采样后，他们发现河水中金属的含量超出了 EPA 对水生生物的毒性阈值。
最令人担忧的是在鲑鱼河中检测到的溶解镉的浓度。这种金属在水生生态系统中通常很少见，但对水生生物毒性极强。它会在鱼类组织中积累，引发神经毒性反应，导致行为异常，从而增加死亡率。食用镉含量高的鱼类的熊和其他哺乳动物也可能遭受氧化应激和 DNA 损伤。
北极地区持续融化
研究人员表示，目前可食用鱼类组织中的金属含量对人类不构成危害，尽管对某些物种的影响可能存在其他间接后果。例如，黑鲑鱼（当地许多原住民社区的食物来源）在细沉积物淤积的砾石床中产卵可能会遇到困难。
除了鲑鱼河，其他北极流域也已开始受到永久冻土融化的影响。一项 2024 年的研究发现，布鲁克斯山脉的 75 条溪流因富含铁和有毒金属而最近变成了橙色和浑浊（或浑浊）。
由于存在如此多的潜在污染源，并且没有基础设施来阻止这一过程的发生，持续的永久冻土融化模式很可能会扩散到北极更多的河流。
“地球上很少有地方像这些河流一样未经触动，”Lyons 说。“但即使在这里，远离城市和公路的地方，全球变暖的痕迹也是显而易见的。没有地方能幸免。”
阅读更多：永久冻土融化和野火正在提高北极苔原的二氧化碳排放量
文章来源
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- 美国国家科学院院刊。狂野、风景如画且有毒：受永久冻土融化影响的标志性北极流域的近期退化
- 美国地质调查局。矿山废水是如何发生的？
- 《水文学杂志》 。美国煤矿开采的酸性矿山废水——概述
- 《地球与环境通讯》 。永久冻土融化对水生生态系统的金属迁移正导致北极溪流生锈
