由冰到鐵:阿拉斯加”生鏽”的河流與永凍土融化效應
在阿拉斯加,由於永久凍土解凍,溪流變成了橙色。科學家敏銳地意識到,永凍土層–北極地區普遍存在的終年冰凍地面–的消失通常對地球的未來不是一個好兆頭。冰凍層的解凍會釋放出強效溫室氣體甲烷,加劇氣候變暖和解凍,同時也會破壞地面的穩定,並有可能釋放出休眠的病原體。
2023 年7 月23 日大地遙感衛星9 號上的陸地成像儀-2 號拍攝的Tukpahlearik溪衛星影像、
研究人員懷疑,永凍土融化也是導致阿拉斯加數十條溪流變成橘色的原因。研究人員發現,與附近清澈的河流相比,阿拉斯加的溪水除了外觀怪異外,往往含鐵量更高、溶氧量更低,酸性也更強。
永凍土的定義是連續兩年或兩年以上存在於0 °C 或0 °C 以下的土壤、岩石和任何其他地表下的地球物質。目前北半球(北緯20° 至北緯90°)的永凍土地圖是根據國際永久凍土協會於1997 年繪製的這張地圖繪製的。資料來源:國際永凍土協會
Tukpahlearik 溪就是這樣一條呈現新色調的溪流。2023 年7 月23 日,陸地衛星9 號的OLI-2(陸地成像儀2 號)拍攝到了這條鏽跡斑斑的溪流。這條小溪流經阿拉斯加西北部,毗鄰科布克山谷國家公園,位於北極圈以北。
關於這些溪流呈現橙色並改變化學成分的確切原因仍有爭議,但已經出現了幾種假說。一種假說認為,細菌在解凍的永凍土中消化動植物物質時,與甲烷一起產生還原的可溶性鐵。當這些鐵到達流淌的溪流時,就會變成含氧鐵或”鐵鏽”,使水變成橙色。
這張1997 年永久凍土地圖的第二版地圖於2012 年2 月21 日更新,經過數位化和簡化,顯示了連續永久凍土、不連續/零星永久凍土、孤立的永久凍土區以及冰原和冰川。資料來源:國際永凍土協會
另一種與細菌過程並不排斥的觀點認為,水在解凍的永久凍土層下遇到了富含硫化物礦物質的基岩,這很可能是數千年來從未發生過的事情。隨之而來的化學反應使水中硫酸成分激增,酸性水可能會浸出岩石中的重金屬,並將它們帶到下游。這些過程與採礦活動污染附近水體的過程類似。
水化學的改變會降低魚類、小型水生動物和昆蟲幼蟲的棲息地。沉澱的鐵會阻礙魚類的呼吸,窒息魚卵等。水質的急劇變化可能會讓那些依靠發源於永凍土地區的河流獲取魚類和飲用水的村莊感受最深。
美國國家航空暨太空總署地球觀測站的圖片,由Ross Walter 和Michala Garrison 使用美國地質調查局的Landsat 資料拍攝。
編譯來源:ScitechDaily