一条河突然变成橙汁的颜色,你的第一反应大概是附近有矿场泄漏。但在阿拉斯加的布鲁克斯山脉,科学家们发现了一件反常识的事:这里没有矿,河流却在生锈。
更让人意外的是,让河水变色的东西,已经在地下封存了数千年。
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先看一张"体检报告"
如果把这件事压缩成一张图,大概是这样几个关键信息:
- 地点:美国阿拉斯加布鲁克斯山脉,一片原本清澈的蓝色河湖网络
- 现象:河水出现橙色"锈迹",有些地方看起来"像牛奶橙汁"
- 时间线:2018年首次注意到异常,2022至2024年系统采样
- 采样范围:布鲁克斯山脉六个不同流域
- 核心数字:鲑鱼河某处渗漏点,金属浓度比正常水平高出70倍,即使在下游60英里处依然如此
- 关键推手:永久冻土融化
这张图里最反直觉的一点是:没有矿,却有酸性金属排水。这就像你家里没装水管,地板却自己渗出水来——问题出在地基下面。
橙色物质到底是什么
科学家最早在2018年注意到这些不寻常的橙色羽状物。美国国家公园管理局的生态学家乔恩·奥唐奈回忆,他们坐着直升机在偏远地区飞行采样时,越飞越发现更多橙色河流和溪流,"有些地方看起来几乎像牛奶橙汁"。
加州大学戴维斯分校的环境毒理学家布雷特·普林则觉得,这种橙色污渍和他见过的金属矿酸性污染非常相似。但问题来了:附近根本没有矿。
由该校环境化学家泰勒·埃文格领衔的一项新研究,发表在AGU Advances上,给出了解释。研究认为,这些锈色物质可以归因于北极永久冻土融化。当水渗过曾经冻结的土壤,会接触到被锁在地下可能长达数千年的基岩矿物。这些矿物被氧化后,会释放出金属——包括铁、铝、锰、锌、镍、镉以及稀土元素——随后渗入水道,河水因此呈现锈色。
说人话就是:冻土像一个大冰箱,把矿物和金属锁在里面。冰箱门一开,里面的东西就开始往外流。
70倍是怎么来的
从2022年到2024年,埃文格和团队从布鲁克斯山脉六个不同流域采集水样,追踪河水化学性质随时间的变化。
部分样本显示,这些水的酸性更强,金属含量甚至超过金属矿排水的水平。在鲑鱼河,其中一处渗漏让金属浓度飙升到正常水平的70倍,而且这种影响一直延伸到源头下游60英里处。
研究团队把一次大规模的金属释放,追溯到阿拉斯加有记录以来最热的夏天——2019年,随后是一个异常多雪的冬天。
"当雪更多时,它会隔绝土壤,防止重新冻结,"埃文格说,"我们认为,由于土壤解冻,水进入了更深的土层,与这些矿物发生反应,所有这些流域大约在同一时间被触发。"
那个炎热夏天之后,河流中的硫酸盐和锌浓度突然急剧上升,随后几年又稳步下降。这个"先飙升、后回落"的曲线,本身就是一条线索:它说明触发机制是短期的、气候事件驱动的,而不是某个持续泄漏的污染源。
不是孤例,也不在预测之内
自2018年以来,来自北美永久冻土区数千个渗漏点的更多报告陆续出现,记录了酸性岩石排水进入200多条河流和溪流。
"这是一个没有被预测、没有被纳入任何关于北极在更暖气候下如何变化的评估的过程,但我们在整个北极的河流中都看到了它,"普林说,"'生锈的河流'已经在加拿大北方针叶林和北极地区,以及其他有永久冻土的地方被记录到。"
加拿大卡尔顿大学的地球科学家埃利奥特·斯基尔斯坎在同一期AGU Advances的相关文章中表示,这种全球变暖的广泛后果"对水资源和水生生态系统构成了重大风险"。
进入这些水域的有毒金属,以及受影响的河流有时能达到的低pH值,可能对生态系统造成损害。到目前为止,科学家已经看到酸化河流附近大片植物死亡,以及鲑鱼、白鲑等重要鱼类和其他水生生物的减少。
生活在这些地区的农村北极社区——其中许多是阿拉斯加原住民——将尤其受到影响,因为他们依赖河流和鱼类生存。
现在还没到最坏,但数字令人担忧
不过,就布鲁克斯山脉地区而言,这些影响目前尚未显现。
"虽然我们没有看到大规模鱼类死亡,也没有发现饮用水质量问题目前正在危害村庄,但观测数量仍然令人担忧,"埃文格说,"许多流域——数百个——都有酸性岩石排水输入。这些河流几乎未受人类触碰,然而这里正在发生这种事。这是气候变化的新现实。"
这件事真正值得琢磨的地方在于:我们过去评估气候变化对北极的影响时,清单里没有"河流生锈"这一项。它不是被预测到的,而是被撞见的。而一旦冻土这个"冰箱"继续开门,类似的化学反应可能还会在更多地方发生。
至于这些金属最终会如何影响依赖河流生存的社区和生态系统,科学家们还在继续观察。目前能确定的是:没有矿的地方,也可能出现矿一样的污染——只要地下的温度变了。
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