Los ríos del Ártico de Alaska se enfrentan a un grave problema: se han vuelto naranjas. Estos ríos, antes cristalinos, ahora se enturbian y adquieren un color anaranjado debido a las partículas de hierro, y esto no solo es antiestético. Estas partículas pueden asfixiar a peces e insectos, amenazando la cadena alimentaria y el ecosistema en su conjunto.
Los científicos han señalado durante mucho tiempo que el deshielo del suelo previamente congelado es la causa de la contaminación de los ríos en la remota región de Brooks Range, en el norte de Alaska, y un estudio reciente publicado en la revista Comunicaciones, Tierra y Medio Ambiente El estudio lo demuestra. La investigación también muestra dos maneras diferentes en que el deshielo del suelo provoca la corrosión de los ríos y puede ayudar a los científicos a predecir hacia dónde es probable que se extienda el daño.
«Uno pensaría que si algún ecosistema pudiera escapar de los efectos del calentamiento global y del impacto humano significativo, sería este. Pero no es así», declaró Tim Lyons, coautor del estudio y biogeoquímico de la Universidad de California en Riverside. «No hay ningún lugar seguro».
Un investigador recoge muestras de agua de un río turbio en Alaska. Imagen: Tim Lyons/UCR .
Del deshielo del permafrost al agua anaranjada
El permafrost es roca o suelo que contiene hielo que ha permanecido congelado durante dos años o más. En Alaska, el calentamiento global se está produciendo entre dos y tres veces más rápido que el promedio mundial, lo que provoca el deshielo de parte del permafrost que ha estado congelado durante miles de años. Este deshielo ya amenaza a Tracy Arm, un popular destino de cruceros en Alaska.
A medida que el cambio climático provoca el deshielo del permafrost, este podría convertirse en lodo, incapaz de soportar el peso del suelo o la vegetación. Esto podría poner en peligro la infraestructura construida por el hombre, como viviendas, oleoductos y carreteras. También podría dejar al descubierto partículas de hierro de las rocas, que tiñen los ríos de color naranja, un proceso conocido como oxidación.
La oxidación tiene graves consecuencias ecológicas. Las finas partículas de hierro pueden permanecer suspendidas en el agua a lo largo de más de 96 kilómetros, inhibiendo el crecimiento de algas, alterando las poblaciones de insectos y obstruyendo las branquias de los peces. Estos cambios podrían estar afectando ya al salmón en Alaska y Canadá, que utiliza lechos de ríos de grava para desovar y se alimenta de algas durante las primeras etapas de su vida.
Un problema que viene desde arriba como oro falso.
En este nuevo estudio, el equipo adoptó una perspectiva regional amplia de la cordillera Brooks, que abarca aproximadamente 965 kilómetros. Posteriormente, se centraron en un sistema fluvial específico y examinaron un arroyo en particular con mayor detalle. Este enfoque integral les permitió conectar patrones regionales más amplios con procesos locales específicos.
«"En las elevaciones medias, en las zonas con mayor densidad forestal, no ocurre nada especial. Pero en elevaciones más altas y más bajas, observamos fenómenos completamente diferentes", dijo Roman Dial, coautor del estudio y profesor emérito de matemáticas y biología en la Universidad Alaska Pacific.
En altitudes elevadas, el problema comienza en suelos rocosos que contienen pirita, también conocida como «oro de los tontos». Debido a que el suelo había permanecido congelado durante muchos años, el agua y el aire no afectaban a la pirita. Sin embargo, el aumento de las temperaturas comenzó a derretir el suelo, desencadenando un proceso llamado drenaje ácido de rocas. Los minerales y las rocas quedan expuestos al oxígeno y al agua, lo que degrada la calidad del agua.
«Cuando la pirita entra en contacto con el agua, se desintegra. Se descompone en hierro y azufre, formando ácido sulfúrico, así como sulfatos y otros metales tóxicos», explicó Lyons. «Cuando el agua rica en hierro se mezcla con más oxígeno, el hierro se transforma en partículas similares al óxido que tiñen el agua y los sedimentos de color naranja».
A menor altitud, la situación es completamente diferente. El paisaje está cubierto de pantanos que cambian de forma y se expanden hacia abajo a medida que el permafrost se descongela. En estas zonas más húmedas, el suelo se empobrece en oxígeno. Por lo tanto, en lugar de respirar oxígeno, los microorganismos del agua (principalmente bacterias) consumen hierro.
«Cuando respiramos, el oxígeno entra y se convierte en dióxido de carbono, que luego exhalamos», explicó Dial. «De manera similar, los microbios consumen hierro en suelos bajos y lo transforman en una forma soluble en agua que se filtra a los arroyos y provoca oxidación al entrar en contacto con aguas superficiales ricas en oxígeno».
En conjunto, tanto el drenaje ácido de las rocas como la absorción microbiana del hierro en mayor cantidad ayudan a explicar por qué aparece agua anaranjada en zonas tan vastas y remotas del norte de Alaska, muy cerca de áreas donde el permafrost se está descongelando.
Los científicos están tomando muestras de agua del río Orange.
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El equipo también descubrió un efecto retardado que podría ayudar a predecir la contaminación futura. En verano, la capa superficial del suelo se descongela hasta su punto más profundo. Luego se congela de nuevo antes del invierno. El hierro liberado durante un deshielo estival puede permanecer en el suelo y ser arrastrado a los ríos al año siguiente.
Mediante el estudio de datos a largo plazo sobre la temperatura del suelo y la química del flujo de agua, este desfase temporal puede utilizarse para predecir aumentos en los niveles de metales.
«Esto significa que podemos usar la temperatura del suelo para predecir la calidad del agua en el futuro», añadió Paddy Sullivan, coautor del estudio y ecólogo de la Universidad de Alaska. En 2019, Sullivan observó por primera vez cambios drásticos en el lecho del río, que parecía «aguas residuales», durante su trabajo de campo en la región.
Dado que las minas suelen monitorear los recursos hídricos cercanos para minimizar la contaminación, el equipo colaboró con científicos de la mina de zinc Red Dog en el noroeste de Alaska. Estos científicos cuentan con datos de temperatura a largo plazo obtenidos mediante perforaciones profundas y el análisis de la química del agua en los arroyos. La comparación de estas mediciones subterráneas con los cambios en la química del agua de los arroyos permitió vincular directamente el deshielo del permafrost con la oxidación de los ríos.
Si bien este problema es difícil de localizar y controlar, predecir dónde podría producirse la contaminación puede ayudar a identificar y proteger hábitats críticos. Esta previsión es especialmente importante para las comunidades que dependen de estas aguas y para los pescadores que viven allí y practican la pesca tradicional.
«"Una vez que comienza, no tiene solución", dijo Lyons. "Pero podemos advertir a la gente río abajo y trabajar arduamente para proteger aquellas áreas que aún son seguras y menos vulnerables a la corrosión".