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Du blues arctique à l'orange acide : percer le mystère des rivières rouillées de l'Alaska

SciTechDaily

Une vue aérienne de la rivière Kutuk de couleur rouille dans les portes du parc national de l'Arctique en Alaska. Le dégel du pergélisol expose les minéraux aux intempéries, ce qui augmente l'acidité de l'eau, ce qui libère des métaux comme le fer, le zinc et le cuivre. Crédit : Ken Hill / Service des parcs nationaux

Le dégel du pergélisol en Alaska donne une coloration orange aux rivières, ce qui a un impact sur la qualité de l'eau et les écosystèmes.

En Alaska, de nombreux ruisseaux et rivières isolés passent de leur bleu cristallin naturel à un orange nuageux inquiétant. Selon une publication récente dans la revue Nature Communications : Terre et environnementcela pourrait être causé par des minéraux exposés par le dégel du pergélisol.

Dans le cadre d'un effort de recherche collaboratif, une équipe de scientifiques du National Park Service, de l'US Geological Survey, de l'Université de Californie à Davis et d'autres institutions ont documenté et échantillonné ces eaux altérées, identifiant 75 emplacements sur une zone aussi vaste que le Texas, dans le nord du pays. Chaîne Brooks en Alaska.

Implications de la dégradation de la qualité de l’eau

La dégradation de ces plans d’eau pourrait avoir un impact significatif sur l’eau potable et les pêcheries dans les bassins hydrographiques de l’Arctique à mesure que le climat continue de changer. « Plus nous volions, nous avons commencé à remarquer de plus en plus de rivières et de ruisseaux orange », a déclaré l'auteur principal Jon O'Donnell, écologiste pour le réseau d'inventaire et de surveillance de l'Arctique du NPS. « Il y a certains sites qui ressemblent presque à un jus d'orange laiteux. » Il note que ces cours d'eau orange présentent des risques de toxicité et peuvent gêner la migration des poissons vers les frayères.

Rubans orange à travers la rivière Kutuk en Alaska

Une vue aérienne de la rivière Kutuk dans le parc national des Portes de l'Arctique en Alaska, qui ressemble à de la peinture orange se déversant dans l'eau bleu clair. Crédit : Ken Hill / Service des parcs nationaux

Découverte et analyse de rivières colorées

O'Donnell a remarqué le problème pour la première fois lorsqu'il a visité une rivière en 2018 qui semblait rouillée alors qu'elle était claire l'année précédente. Il a commencé à s'informer et à compiler des emplacements tout en collectant des échantillons d'eau lorsque cela était possible dans la région éloignée, où les hélicoptères sont généralement le seul moyen d'accéder aux rivières et aux ruisseaux.

« Les rivières colorées sont si grandes que nous pouvons les voir depuis l'espace », a déclaré Brett Poulin, professeur adjoint de toxicologie environnementale à l'UC Davis et chercheur principal de la recherche. « Ceux-ci doivent être beaucoup tachés pour pouvoir être récupérés depuis l'espace. » Poulin, spécialisé dans la chimie de l'eau, a déclaré que la coloration ressemblait aux effets de acide drainage minier, mais il n'y a pas de mines à proximité des rivières touchées.

Hypothèse sur le pergélisol et la libération de minéraux

Les chercheurs émettent l’hypothèse qu’à mesure que le climat se réchauffe, le pergélisol fond. Cela libère des minéraux auparavant enfermés dans les plans d’eau, entraînant une libération d’acide et de métaux. « La chimie nous dit que les minéraux s'altèrent », a déclaré Poulin. « Comprendre ce qu'il y a dans l'eau est une empreinte digitale de ce qui s'est passé. » Ces résultats proviennent de recherches en cours sur les terres fédérales, notamment dans les parcs nationaux comme Gates of the Arctic et Kobuk Valley.

Analyser des échantillons d'eau et des concentrations de métaux

Certains échantillons des eaux altérées ont un pH de 2,3 comparativement au pH moyen de 8 pour ces rivières. Cela signifie que les minéraux sulfurés s'altèrent, ce qui entraîne des conditions hautement acides et corrosives qui libèrent des métaux supplémentaires. Des niveaux élevés ou élevés de fer, de zinc, de nickel, de cuivre et de cadmium ont été mesurés.

« Nous voyons beaucoup de types différents de métaux dans ces eaux », a déclaré Evinger. « L’un des métaux les plus dominants est le fer. C'est ce qui cause le changement de couleur.

Alors qu'O'Donnell a remarqué un changement pour la première fois en 2018, les images satellite ont révélé des eaux tachées remontant à 2008. « Le problème se propage lentement des petits cours d'amont aux rivières plus grandes au fil du temps », a-t-il déclaré. « Lorsque des problèmes ou des menaces émergents surviennent, nous devons être capables de les comprendre. »

Recherches en cours et préoccupations futures

Les chercheurs en sont à la deuxième année d'une subvention de trois ans visant à comprendre ce qui se passe dans l'eau, à modéliser les autres zones qui pourraient être à risque et à évaluer les implications pour l'eau potable et les stocks de pêche.

Le problème s'aggrave et affecte l'habitat, la qualité de l'eau et d'autres systèmes écologiques, transformant les zones saines en habitats dégradés avec moins de poissons et invertébrés. Si les communautés rurales dépendent de ces rivières pour leur eau potable, elles pourraient éventuellement avoir besoin d'un traitement, et les stocks de poissons qui nourrissent les résidents locaux pourraient être affectés.

« Il y a beaucoup d'implications », a déclaré O'Donnell. « À mesure que le climat continue de se réchauffer, nous nous attendons à ce que le pergélisol continue de fondre. Ainsi, partout où se trouvent ces types de minéraux, il est possible que les cours d'eau deviennent orange et se dégradent en termes de qualité de l'eau. »

Des travaux supplémentaires sont nécessaires pour mieux comprendre le problème et déterminer si les rivières et les ruisseaux peuvent rebondir, peut-être après que le temps froid aura favorisé la récupération du pergélisol. « Je pense qu'il y aura un travail beaucoup plus détaillé à suivre pour répondre à certaines des incertitudes que nous avons actuellement », a déclaré O'Donnell.

Des scientifiques de l’Alaska Pacific University, de l’Université d’État du Colorado, de l’Université d’Alaska à Anchorage et de l’UC Riverside ont également contribué à la recherche.

La recherche a été financée par le programme de partenariat entre l'US Geological Survey et le NPS sur la qualité de l'eau, l'US Geological Survey Changing Arctic Ecosystem Initiative et le programme d'inventaire et de surveillance de l'Arctique du NPS.

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