In Alaska färben sich Bäche orange, wenn der Permafrost auftaut. Wissenschaftler sind sich bewusst, dass der Verlust von Permafrost – dem ganzjährig gefrorenen Boden, der in der Arktis vorherrscht – im Allgemeinen kein gutes Zeichen für die Zukunft des Planeten ist. Durch das Auftauen des Permafrosts würde das starke Treibhausgas Methan freigesetzt, was die Klimaerwärmung und das Auftauen verschlimmert, gleichzeitig aber auch den Boden destabilisiert und möglicherweise ruhende Krankheitserreger freisetzt.

Satellitenbild von Tukpahlearik Creek, aufgenommen vom Land Imager-2 auf Landsat 9 am 23. Juli 2023.

Forscher vermuten, dass schmelzender Permafrost auch dafür verantwortlich ist, dass sich Dutzende Bäche in Alaska orange verfärben. Forscher fanden heraus, dass Alaska-Bäche zusätzlich zu ihrem seltsamen Aussehen tendenziell einen höheren Eisengehalt und weniger gelösten Sauerstoff aufweisen und saurer sind als nahegelegene klare Flüsse.

Permafrost ist definiert als Boden, Gestein und jedes andere unterirdische Erdmaterial, das zwei oder mehr aufeinanderfolgende Jahre bei oder unter 0 °C existiert. Die aktuelle Karte des Permafrosts in der nördlichen Hemisphäre (20°N bis 90°N) basiert auf dieser Karte, die 1997 von der International Permafrost Association erstellt wurde. Quelle: International Permafrost Association

Tukpahlearik Creek ist ein solcher Bach, der eine neue Farbe annimmt. Am 23. Juli 2023 fotografierte der OLI-2 (Land Imager 2) von Landsat 9 diesen rostigen Bach. Dieser Bach fließt durch den Nordwesten Alaskas, grenzt an den Kobuk-Valley-Nationalpark und nördlich des Polarkreises.

Der genaue Grund, warum diese Ströme orange erscheinen und ihre chemische Zusammensetzung ändern, wird immer noch diskutiert, es wurden jedoch mehrere Hypothesen aufgestellt. Eine Hypothese besagt, dass Bakterien zusammen mit Methan eine reduzierte Form von löslichem Eisen produzieren, wenn sie pflanzliches und tierisches Material im auftauenden Permafrost verdauen. Wenn dieses Eisen in fließende Bäche gelangt, verwandelt es sich in sauerstoffhaltiges Eisen oder „Rost“, wodurch das Wasser orange wird.

Diese zweite Version der Permafrostkarte von 1997, aktualisiert am 21. Februar 2012, wurde digitalisiert und vereinfacht, um kontinuierlichen Permafrost, diskontinuierlichen/sporadischen Permafrost, isolierte Permafrostgebiete sowie Eisschilde und Gletscher anzuzeigen. Quelle: International Permafrost Association

Eine andere Idee, die sich nicht auf bakterielle Prozesse beschränkt, besagt, dass Wasser unter dem tauenden Permafrost auf sulfidhaltiges Grundgestein trifft, was wahrscheinlich seit Tausenden von Jahren nicht mehr vorgekommen ist. Die daraus resultierende chemische Reaktion führt zu einem Anstieg der Schwefelsäure im Wasser, und das saure Wasser kann Schwermetalle aus den Gesteinen lösen und flussabwärts transportieren. Diese Prozesse ähneln denen, bei denen Bergbauaktivitäten nahegelegene Gewässer verunreinigen.

Veränderungen in der Wasserchemie können den Lebensraum für Fische, kleine Wassertiere und Insektenlarven beeinträchtigen. Das ausgefällte Eisen behindert die Atmung der Fische und führt zum Ersticken der Fischeier. Drastische Veränderungen in der Wasserqualität werden wahrscheinlich am stärksten von Dörfern zu spüren sein, deren Fisch- und Trinkwasserquellen auf Flüsse angewiesen sind, die in Permafrostgebieten entspringen.

Bild des NASA Earth Observatory, aufgenommen von Ross Walter und Michala Garrison unter Verwendung von Landsat-Daten des U.S. Geological Survey.

Zusammengestellte Quelle: ScitechDaily