地球温暖化が進行する中で、永久凍土が融解し始めている。この永久凍土は、何千年もの間、ミネラルを封じ込めていた永久凍結状態の北極土壌を指す。
水と酸素が新たに露出した土壌に浸透し、硫化鉄を含む岩石の分解を引き起こしている。
この過程により硫酸が生成され、鉄、カドミウム、アルミニウムなどの自然に存在する金属が岩石から川に溶出している。
通常、これらの地球化学的反応は鉱業活動によって引き起こされるものだが、今回のケースはそうではない。
「これが酸性鉱山排水の実態です」と、カリフォルニア大学リバーサイド校の生物地球化学者、ティム・リヨンズは述べている。「しかし、ここには鉱山がありません。永久凍土が融解して、風景の化学が変わっています。」
新たに発表された論文が、米国国立科学アカデミーの紀要に掲載された。この研究はサーモン川に焦点を当てているが、研究者たちは類似の変化が他の多くの北極流域でも既に進行中であると警告している。
「私は1976年からブルックスレンジでの活動を行ってきましたが、最近の地形や水の化学の変化は本当に驚くべきものです。」と、コロラド州立大学の研究科学者であり、研究の共著者でもあるデイビッド・クーパーは語っている。
アラスカ大学の生態学者、パディ・サリバンは、2019年に北極の森林が北へ移動しているという気候変動の結果を調査していた際、目を見張るような変化を初めて目の当たりにした。
フィールドに飛ばされたパイロットは、サーモン川が雪解け後も澄んでおらず、「下水のようだ」と警告してくれた。
サリバンは驚いて、リヨンズ、アラスカ太平洋大学のローマン・ダイアルなどと共同で原因と生態学的な影響を調査することにした。
解析の結果、融解する永久凍土が硫化鉄を含む岩石を酸化させて酸性を生成し、カドミウムを含む金属が動き出していることが確認された。
カドミウムは魚の器官に蓄積し、魚を食べる動物、例えばクマや鳥に影響を及ぼす可能性がある。
少量の金属は必ずしも有害ではないが、この研究は川の水中の金属濃度が米国環境保護庁の水生生物に対する毒性基準を超えていることを示している。
さらに、鉄で濁った水は川の底に届く光の量を減少させ、サケや他の魚が食べる昆虫の幼虫を埋もれさせる。
現在の食用魚の組織中の金属濃度は人間にとって危険とは見なされていないが、川の変化は間接的ながらも深刻な脅威をもたらす。
サケは、多くの先住民族にとって重要な生存資源であり、細かい堆積物で覆われた砂利のベッドでの産卵に苦労する可能性がある。
他の種、例えばグレイリングやドリー・バーデンも影響を受けるかもしれない。
「これはサーモン川だけの話ではありません。」とリヨンズは言う。「北極全体でこれが起こっています。適切な岩と永久凍土の融解があれば、このプロセスが始まる可能性があります。」
鉱山サイトとは異なり、酸性排水を緩和するためのバッファや封じ込めシステムが存在しないこれらの遠隔流域には、数百の汚染源が存在する可能性がある。
化学プロセスが始まった後は、永久凍土の回復以外に止める手段はない。
「一度始まってしまったら、修正は不可能です。」とリヨンズは語った。「これは温暖化によって引き起こされる別の不可逆的な変化です。」
この研究は、国家科学財団の迅速応答プログラムによって資金提供を受けており、他の北極地域への潜在的な危険性を強調している。
研究者たちは、コミュニティや土地管理者が将来の影響を予測し、可能であればそれに備える手助けをしたいと考えている。
「地球上で未踏の場所はきわめて少ないですが、これらの川でも、都市や高速道路から遠く離れていても、地球温暖化の足跡は明らかです。」とリヨンズは結論付けている。
画像の出所：sciencedaily