Tauender Permafrost: Alaskas rostende Flüsse

Roman Dial war erstaunt. Mehr noch: Er konnte es zuerst nicht glauben. Das Feldforschungsteam konnte in der Wildnis von Alaska kein trinkbares Wasser finden. In einer Landschaft, in der es von Bächen und Flüssen nur so wimmelt. Das war dem Biologen in 40 Jahren Arktisforschung nicht passiert.

2020 verbrachte der Professor der Alaska Pacific University mit sechs Doktorand:innen einen Monat in der Brooks Range im nördlichen Alaska. Die sonst kristallklaren Wasserläufe waren trüb und leuchtend orange. Das Wasser war so sauer, dass es Milch gerinnen liess. An anderen Stellen war es zwar klar, schmeckte aber abstossend mineralisch, berichtete er dem Medium «High Country News».

Ein Geologe würde sagen: «Sieht aus wie Grubenabfall»

Woher das Phänomen stammt, ist noch unklar. «Ein Geologe würde sagen: ‹Das sieht aus wie saurer Grubenabfall›», sagt Dial. Für einmal ist das weniger wahrscheinlich. Die Bergkette im Naturschutzgebiet ist eine der menschenleersten Gegenden der Welt. Eine Anreiseempfehlung bei Google lautet: «Fliegen Sie nach Fairbanks, dann fahren Sie nach Norden. Eine 5-Sterne-Unterkunft werden Sie nicht finden.»

Das wissenschaftliche Interesse des Biologen war geweckt. Die Forschenden nehmen an, dass die Ursache im tauenden Permafrost liegt. Sedimente, die Eisen enthalten, werden dadurch in Flüsse gespült, wo sie oxidieren. Durch Oxidation im Boden bilden sich Säuren, die den Prozess beschleunigen. Der Fluss rostet.

Das Wasser ist sauer und enthält weniger Sauerstoff

Dial erforscht, welche Folgen die Verschmutzung für Mensch und Tier hat. Welche Veränderungen sich für Fische und Pflanzen und andere Lebewesen ergeben können, ist noch nicht sicher.

«Ich denke, dass das pH-Problem [der Säuregehalt des Wassers] wirklich alarmierend ist», sagt Becky Hewitt, Professorin für Umweltstudien am Amherst College, die in derselben Gegend forscht wie Dial. Die US Geological Survey (USGS) gibt an, dass in den betroffenen Wasserläufen auch weniger Sauerstoff gelöst ist.

Auch die Menschen verunsichert die Veränderung. Aus den Flüssen Kobuk und Wulik beziehen etwa die grösstenteils indigenen Einwohner der Gegend ihr Trinkwasser. Auch dort ist das orange Wasser aufgetreten. Fisch ist eine ihrer Hauptnahrungsquellen.

Einwohner fürchten um Nahrung und Grundwasser

Für die Einwohner spiele die Wasserqualität eine grosse Rolle. «Wir machen uns immer Sorgen um das Trinkwasser», sagt die Stammesverwalterin des 400-Einwohner-Ortes Kivalina, 80 Meilen nördlich des Polarkreises, zu «High Country News».

Einige Anwohner hätten anfangs eine nahe Mine im Verdacht gehabt, sagt Millie Hawley. Es gab bereits Probleme mit den Schwermetallen Cadmium und Blei. Sie selbst glaubt das nicht. Die rasant zunehmende Erosion durch den tauenden Permafrost könnten alle sehen, sagt sie.

Die Forschenden nehmen an, dass noch andere Faktoren dazukommen. Die schneereichen Winter 2019 und 2020 könnten beispielsweise die Erde so gut isoliert haben, dass sie im Winter weniger kalt wurde und dann stärker taute.

Nicht nur in Alaska, auch in Sibirien und in den Alpen

In anderen besonders von der Erderwärmung betroffenen Gegenden kommt es zu ähnlichen Ereignissen, die sich regelmässig wiederholen. Das spricht für die Permafrost-Hypothese.

Im sibirischen Noril’sk fiel der Verdacht zunächst auf eine Bergbaugesellschaft, als die Flüsse sich rot verfärbten. Beim metallurgischen Werk Nadezhda war tatsächlich schon einmal ein Abwasserrohr gebrochen. Die orangen Verfärbungen, fanden Forschende, traten aber im Abstand von wenigen Jahren regelmässig auf. Die Ursache war dieselbe: Tauender Permafrostboden sorgt an vielen Orten für instabilen Boden, was Schäden an Infrastruktur und Gebäuden nach sich zieht.

Im Engadin werden die Bäche nicht rot, sondern weiss

In den Alpen ist das Phänomen ebenfalls bekannt. Tauender Permafrost und zerfallendes Gestein bewirken, dass sich Säure bildet. Eisen Nickel, Mangan und Aluminium gelangen ins Grundwasser und in die Bäche. Im Engadin werden diese durch Ablagerungen von Aluminiumsulfat nicht rot, sondern weiss.

Forscher der Universität Bern massen in einigen Quellen einen pH-Wert von 4,4 – das ist etwa so sauer wie Wein. Für Wasser ist das relativ sauer, für Menschen nicht besonders schlimm. Das Wasser sei noch geniessbar, sagt Christoph Wanner von der Universität Bern, den die «Riffreporter» dazu befragt haben.

Die Bewohner Alaskas und anderer nordischer Länder haben aber allen Grund, sich Sorgen zu machen. Wie ihre Umwelt auf die rostroten Flüsse reagiert, ist noch nicht absehbar.

Die Arktis erwärmt sich viermal schneller als der Rest der USA

Dass Gestein zerfällt und Metalle in Gewässer gelangen, müsste es in der Vergangenheit immer wieder gegeben haben, denken sowohl Dial wie auch Patrick Sullivan, Direktor des Instituts für Umwelt und natürliche Ressourcen an der Universität von Alaska. Der Unterschied sei, dass es heute viel schneller geschehe.

Die Arktis erwärmt sich viermal schneller als der Rest der USA, was die Einwohner des nördlichsten Bundesstaats bereits vor Probleme stellt. Zu Unzeit tauendes Eis vor der Küste und auf den Flüssen sowie Bodenerosion sind nur zwei davon. In Alaska sind viele Strassen und Brücken wegen Erosion in schlechtem Zustand. Nicht nur in Kivalina kämpfen die Einwohner gegen die zurückweichende Küste. In anderen Ländern gibt es dasselbe Problem.

Bis vor kurzem waren die orangen Flüsse noch relativ unbekannt. In der Diskussion um tauenden Permafrost spielten Probleme mit der Infrastruktur in den betroffenen Gegenden zunächst die Hauptrolle. Später kam das Klimagas Methan dazu, das in grossen Mengen frei werden kann, wenn Permafrost taut. Einige Forschende warnten vor uralten Viren und Bakterien, die im Eis konserviert sein könnten. In ehemaligen Permafrostgebieten sind zudem grossflächige Waldbrände häufiger geworden.