Tại sao sông suối Alaska chuyển màu cam?

Lạch Tukpahlearik ở dãy Brooks phía Tây Bắc Alaska có màu cam sáng nơi lớp băng vĩnh cửu đang tan

Nhóm nhà khoa học từ Cơ quan Công viên Quốc gia Mỹ (NPS), Cơ quan Khảo sát Địa chất Mỹ (USGS), Đại học California Davis (UC Davis) và một số tổ chức khác công bố những phát hiện mới về các dòng sông và suối gỉ sét của Alaska sau gần 2 năm lấy mẫu và nghiên cứu.

Nhà sinh thái học Jon O’Donnell từ NPS, tác giả chính của nghiên cứu, lần đầu tiên thấy hiện tượng kỳ lạ ở Alaska vào năm 2018. Dòng sông mà ông quan sát chuyển màu cam dù 1 năm trước vẫn rất trong. Số lượng sông suối chuyển màu ngày càng nhiều lên, giờ thậm chí có thể quan sát được từ không gian.

Cuối năm 2023, cộng đồng khoa học cho rằng sự tan chảy của tầng đất đóng băng vĩnh cửu rất có thể là thủ phạm. Với khí hậu ấm lên, tình trạng này tại Alaska đang diễn ra nhanh hơn. Các quặng kim loại mắc kẹt trong băng hàng trăm đến hàng nghìn năm sẽ phản ứng khi tiếp xúc với oxy và nước, giải phóng axit và kim loại trực tiếp vào sông suối lân cận. Trong khi sông suối có thể tự làm sạch một cách tự nhiên và tầng đất đóng băng vĩnh cửu có thể đông cứng, biến đổi khí hậu đang khiến quá trình này khó diễn ra hơn.

Brett Poulin, Phó Giáo sư về chất độc môi trường tại UC Davis, cùng nhà nghiên cứu Taylor Evinger phân tích các mẫu thu thập được và phát hiện, những dòng sông màu cam ngày càng có tính axit do hỗn hợp khoáng chất chảy vào. Một số mẫu có độ pH là 2.3, trong khi sông suối bình thường trong vùng có độ pH trung bình là 8.

Các nhà nghiên cứu phát hiện, sự phong hóa của các khoáng chất sunfua đang tạo ra môi trường có tính axit và ăn mòn, khiến nhiều kim loại hơn được giải phóng. Do đó, họ thu được các mẫu có hàm lượng sắt, kẽm, niken, đồng và cadmium cao. “Một trong những kim loại phổ biến nhất là sắt. Đó là nguyên nhân dẫn đến sự chuyển màu”, Evinger nói.

Sông Salmon ở dãy Brooks có màu cam vào đầu mùa thu năm 2020

“Khi khí hậu tiếp tục ấm lên, chúng tôi dự đoán tầng đất đóng băng vĩnh cửu sẽ tiếp tục tan chảy. Do đó, bất cứ nơi nào có những loại khoáng chất này, sông suối đều có khả năng chuyển sang màu cam và suy giảm chất lượng nước. Những dòng nước màu cam này có thể gây ra nhiều vấn đề, không chỉ độc hại mà còn cản trở cá di cư đến nơi sinh sản”, O’Donnell nói.

Các chuyên gia cho rằng, đây có thể là hậu quả của biến đổi khí hậu khiến tầng đất đóng băng vĩnh cửu tan chảy. Ông Brett Poulin đánh giá về hiện tượng kỳ lạ này: “Đó là tác động không lường trước được của biến đổi khí hậu mà chúng ta đang thấy ở một số con sông nguyên sơ nhất ở Mỹ”.

Bang Alaska thuộc Mỹ có diện tích 1.717.856km2 với dân số khoảng 740.000 người. Alaska nằm tách biệt với lục địa Mỹ, bị chia cắt bởi Canada và có biên giới biển với Nga.

Bắc Cực là khu vực nóng lên nhanh nhất trên thế giới và khi tầng đất đóng băng bên dưới bề mặt tan chảy, những khoáng chất từng bị giữ lại trong lớp đất đó giờ đây thấm vào các dòng sông.

Tình trạng tan băng vĩnh cửu làm cho các khoáng chất tiếp xúc với oxy. Đây được gọi là quá trình phong hóa, nó làm tăng độ axit của nước và hòa tan các kim loại như kẽm, đồng, cadmium và sắt. Chúng khiến các dòng sông có màu cam gỉ sét. Nghiên cứu của ông Brett Poulin nhấn mạnh rằng tình trạng này có thể dẫn đến suy thoái nguồn nước uống và gây rủi ro đối với nghề đánh bắt cá ở Bắc Cực.

Hiện tượng này được ghi nhận lần đầu tiên vào năm 2018, khi các nhà nghiên cứu nhận thấy các con sông dọc theo dãy Brooks ở phía bắc Alaska chuyển màu cam, trái ngược hoàn toàn với làn nước trong vắt vào năm trước đó. Cũng chỉ trong năm đó, hai loài cá địa phương là cá hồi dolly varden và cá nước ngọt Slimy Sculpin biến mất khỏi một nhánh của sông Akillik ở Vườn quốc gia Thung lũng Kobuk.

Ông Poulin cho biết: “Dữ liệu cho thấy rằng khi dòng sông chuyển sang màu cam, số lượng động vật không xương sống cỡ lớn và màng sinh học ở đáy suối giảm đáng kể, chúng về cơ bản là nền tảng của mạng lưới thức ăn. Điều này sẽ thay đổi nơi cá có thể sinh sống”.

Hiện tượng này xảy ra vào mùa hè, đặc biệt là tháng 7 và tháng 8. Hiện nay, các nhà nghiên cứu tại NPS, USGS, UC Davis muốn hiểu rõ hơn về tác động lâu dài của thay đổi thành phần hóa học trong nước ở những nơi có tầng đất đóng băng vĩnh cửu, bao gồm Alaska, Canada, Nga và một số khu vực của Scandinavia.

Nhóm nghiên cứu chia sẻ rằng, họ đang hợp tác chặt chẽ với các liên lạc viên bộ lạc thổ dân ở Alaska để bảo đảm cộng đồng địa phương có được thông tin chính xác về hiện tượng này.

Trong khi đó, ông Scott Zolkos - nhà khoa học Bắc Cực tại Trung tâm Nghiên cứu Khí hậu Woodwell - người không tham gia vào nghiên cứu, cho biết: “Đây là khu vực đang nóng lên nhanh hơn ít nhất 2 đến 3 lần so với phần còn lại của trái đất. Vì vậy, có khả năng những hiệu ứng này sẽ tiếp diễn”.

Nhóm nhà khoa học vẫn chưa chắc chắn về ảnh hưởng của sông suối màu cam đến sinh vật hoang dã sống dựa vào chúng cũng như đến các cộng đồng nông thôn Alaska tới lấy nước uống và đánh bắt cá. Họ hy vọng sẽ hiểu được điều này khi kết thúc nghiên cứu kéo dài 3 năm này.