アラスカの川がオレンジ色に変わるのはなぜですか?

永久凍土の融解により、アラスカの辺鄙な流域の澄んだ水が、ほこりっぽく濁ったオレンジ色に変わっている可能性がある。5月20日にネイチャー誌「コミュニケーションズ：地球と環境」に掲載された研究によると、凍った土壌層が溶けると、鉱物が露出して水に染み込むという。

「飛び回れば飛び回るほど、オレンジ色の川や小川が増えていくのに気づきました」と、研究の共著者で国立公園局の生態学者ジョン・オドネル氏は声明で述べた。「まるで乳白色のオレンジジュースのように見える場所もあります。こうしたオレンジ色の小川は有毒という点でも問題があり、また魚が産卵場所まで移動するのを妨げる可能性もあります。」

不安定な地盤

永久凍土とは、氷を含んだ岩石や土壌が2年以上凍ったままになっている状態をいう。環境保護庁（EPA）によると、アラスカ州の地表の約80％は年間を通じて永久凍土で覆われている。また、同州は世界平均の2～3倍の速さで温暖化が進んでおり、州内に豊富に存在する永久凍土の一部が解けつつある。

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氷で満たされた永久凍土が解け始めると、その上にある土壌や植物の重量を支えられない泥に変わる可能性があります。建物、家、パイプ、道路など、人間が構築したインフラストラクチャも損傷を受ける可能性があります。また、死んだ植物の残骸などの有機物が露出し、地面が解けるとメタンと二酸化炭素が大気中に放出される可能性があります。人間の健康を脅かす可能性のある、長い間死んでいるウイルスや細菌が放出される可能性もあります。

「宇宙から見ることができる」

2018年、オドネル氏は、前年には澄んでいたにもかかわらず、錆びたように見える川に初めて気づいた。さらに詳しく調べるため、オドネル氏と研究チームは汚染された水の一部を記録し、サンプルを採取した。彼らは、テキサス州とほぼ同じ大きさのアラスカ北部のブルックス山脈の75か所を調査した。

「汚れた川は非常に大きいので、宇宙からでも見ることができます」と、研究の共著者でカリフォルニア大学デービス校の地球化学者ブレット・ポーリン氏は声明で述べた。「宇宙から捉えるには、かなり汚れているに違いありません。」

プーリン氏は、水中の汚れは、金属鉱山や石炭鉱山から高酸性の水を排出する際に発生する酸性鉱山排水に似ていると観察した。しかし、汚染された川（サーモン川や連邦政府が保護する他の水域を含む）の近くには鉱山はなかった。

彼らの仮説は、気温の上昇により永久凍土が溶けると、凍土内部に蓄えられていた鉱物が放出されるというものだ。かつては閉じ込められていた金属鉱石が水と酸素にさらされ、酸と金属が川に放出される。

「化学分析によれば、鉱物は風化している」とポーリン氏は言う。「水中に何が含まれているかを知ることは、何が起こったかを知る手がかりとなる」

プーリン氏とカリフォルニア大学デービス校の博士課程の学生テイラー・エヴィンガー氏は、2023年6月と7月に採取された最初のサンプルを分析し、その後8月に独自に採取したサンプルを分析した。

汚染された水から採取したサンプルの中には pH が 2.3 のものもあった。これらの川の平均 pH は 8 である。この pH の変化は、珪化物が風化して水がより酸性になっていることを示している。また、鉄、亜鉛、ニッケル、銅、カドミウムの濃度が上昇または高値であることも測定された。

「この海域にはさまざまな種類の金属が含まれています」とエビンガー氏は声明で述べた。「最も多く含まれている金属の1つは鉄です。これが色の変化を引き起こしているのです。」

漁業資源から飲料水への影響

チームは現在、海域で何が起こっているかを理解し、他のどの地域が危険にさらされている可能性があるかを判断し、それが漁業資源と飲料水にどのような影響を与えるかを評価することを目的とした3年間の助成金の2年目に入っています。

チームによると、この問題は拡大しており、生息地、水質、その他の生態系に影響を及ぼしている。本来は健全な生息地を劣化させており、農村地域の飲料水の安全性を脅かす恐れがある。

アラスカの北極圏国立公園のクトゥク川の航空写真。川の一部は錆びで汚れている。写真提供：ケン・ヒル/国立公園局。

「多くの影響がある」とオドネル氏は言う。「気候が温暖化し続けると、永久凍土は解け続けると予想されるため、こうした鉱物が存在する場所では、川の水がオレンジ色に変色し、水質が悪化する可能性があります。」

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問題をより深く理解し、寒冷化により永久凍土が回復した後に川や小川の水位が回復するかどうかを調べるには、より詳細な調査が必要だ。2008年にさかのぼる衛星画像では、水の色は10年以上にわたって変化しており、時間の経過とともにさらに変化している可能性がある。

「この問題は、時間の経過とともに小さな源流から大きな川へとゆっくりと広がっています」とオドネル氏は言う。「新たな問題や脅威が生じた場合には、それを理解できなければなりません。」