Les rivières et ruisseaux d'Alaska rouillent : pourquoi l'eau est-elle de plus en plus orange ?

Certains échantillons d'eaux altérées ont un pH de 2,3 comparativement au pH moyen de 8 pour ces rivières. Le problème s’étend aux grands fleuves. Mais que s'est-il passé ?

Une vue aérienne de la rivière Kutuk de couleur rouille dans les portes du parc national de l'Arctique en Alaska. Le dégel du pergélisol expose les minéraux à l’érosion, augmentant l’acidité de l’eau et libérant des métaux comme le fer, le zinc et le cuivre. Crédit : Ken Hill – Service des parcs nationaux.
Une vue aérienne de la rivière Kutuk de couleur rouille dans les portes du parc national de l'Arctique en Alaska. Le dégel du pergélisol expose les minéraux à l’érosion, augmentant l’acidité de l’eau et libérant des métaux comme le fer, le zinc et le cuivre. Crédit : Ken Hill – Service des parcs nationaux.

Des dizaines de ruisseaux et de rivières les plus isolés de l'Alaska passent du bleu cristallin à l'orange trouble, et cela pourrait être le résultat de minéraux exposés par le dégel du pergélisol, selon une nouvelle recherche publiée dans la revue Nature Communications : Earth and Environment.

Pour la première fois, une équipe de chercheurs du National Park Service, de l'US Geological Survey, de l'Université de Californie à Davis et d'autres institutions ont documenté et échantillonné certaines des eaux altérées, identifiant 75 emplacements dans une zone de la taille du Texas, dans la chaîne Brooks, au nord de l'Alaska.

Ces rivières et ruisseaux dégradés pourraient avoir des conséquences importantes sur l'eau potable et la pêche dans les bassins arctiques à mesure que le climat change, ont déclaré les chercheurs.

"Plus nous volions, plus nous remarquions de plus en plus de rivières et de ruisseaux orange", a déclaré l'auteur principal Jon O'Donnell, écologiste au NPS Arctic Monitoring and Inventory Network. "Il y a certains endroits qui ressemblent presque à du jus d'orange laiteux. Ces cours d'eau orange peuvent être problématiques car ils sont toxiques, mais ils pourraient également empêcher les poissons de migrer vers les frayères."

L'eau orange en Alaska visible depuis l'espace

O'Donnell a remarqué le problème pour la première fois lorsqu'il a visité une rivière en 2018 qui semblait rouillée alors qu'elle était propre l'année précédente. Il a commencé à rechercher et à collecter des sites tout en prélevant des échantillons d'eau lorsque cela était possible dans des régions éloignées, où les hélicoptères sont généralement le seul moyen d'accéder aux rivières et aux ruisseaux.

"Les rivières colorées sont si grandes que nous pouvons les voir depuis l'espace", a déclaré Brett Poulin, professeur adjoint de toxicologie environnementale à l'UC Davis, qui était le chercheur principal de la recherche. "Il faut beaucoup les teindre pour pouvoir le capturer depuis l'espace."

Une vue aérienne de la rivière Kutuk dans le parc national des Portes de l'Arctique en Alaska, qui ressemble à de la peinture orange se déversant dans l'eau bleu clair. Crédit : Ken Hill – Service des parcs nationaux.
Une vue aérienne de la rivière Kutuk dans le parc national des Portes de l'Arctique en Alaska, qui ressemble à de la peinture orange se déversant dans l'eau bleu clair. Crédit : Ken Hill – Service des parcs nationaux.

Poulin, dont l'expérience est en chimie de l'eau, pensait que les taches étaient similaires à ce qui se produit avec le drainage minier acide, sauf qu'il n'y a aucune mine à proximité des rivières détériorées, y compris le long de la célèbre rivière Salmon et d'autres eaux protégées par le gouvernement fédéral.

Une hypothèse est que le pergélisol, qui est essentiellement un sol gelé, stocke des minéraux et que, à mesure que le climat se réchauffe, les minéraux métalliques autrefois capturés ont été exposés à l'eau et à l'oxygène, entraînant la libération d'acide et de métaux.

"La chimie nous dit que les minéraux s'érodent", a déclaré Poulin. "Comprendre ce qu'il y a dans l'eau est une empreinte digitale de ce qui s'est passé."

Conditions très acides et corrosives

Certains échantillons d'eaux altérées ont un pH de 2,3 comparativement au pH moyen de 8 pour ces rivières. Cela signifie que les minéraux sulfurés s’érodent, créant des conditions hautement acides et corrosives qui libèrent des métaux supplémentaires. Des niveaux élevés ou élevés de fer, de zinc, de nickel, de cuivre et de cadmium ont été mesurés.

"Nous voyons de nombreux types différents de métaux dans ces eaux", a déclaré Evinger. "L’un des métaux les plus dominants est le fer. C'est ce qui cause le changement de couleur."

Des niveaux élevés ou élevés de fer, de zinc, de nickel, de cuivre et de cadmium ont été mesurés.

Alors qu'O'Donnell a remarqué un changement pour la première fois en 2018, des images satellite ont montré des eaux tachées remontant à 2008.

"Au fil du temps, le problème s’étend lentement des petites sources aux rivières plus grandes", a-t-il déclaré. "Lorsque des problèmes ou des menaces émergent, nous devons être capables de les comprendre."

Comprendre le risque

Les chercheurs en sont à la deuxième année d'une subvention de trois ans visant à comprendre ce qui se passe dans l'eau, à modéliser les autres zones qui pourraient être à risque et à évaluer les implications pour l'eau potable et les populations de poissons.

Le problème s’aggrave et affecte l’habitat, la qualité de l’eau et d’autres systèmes écologiques, transformant les zones saines en habitats dégradés avec moins de poissons et d’invertébrés. Si les communautés rurales dépendent de ces rivières pour leur eau potable, elles pourraient éventuellement avoir besoin d'un traitement et les populations de poissons qui nourrissent les résidents locaux pourraient être affectées.

"Il y a beaucoup d'implications", a déclaré O'Donnell. "À mesure que le climat continue de se réchauffer, nous nous attendons à ce que le pergélisol continue de fondre. Ainsi, partout où se trouvent ces types de minéraux, les cours d'eau risquent de devenir orange et de se dégrader en termes de qualité de l'eau."

Des travaux supplémentaires sont nécessaires pour mieux comprendre le problème et savoir si les rivières et les ruisseaux peuvent se rétablir.

Référence de l'actualité :

O’Donnell, J.A., Carey, M.P., Koch, J.C. et al. La mobilisation des métaux provenant du dégel du pergélisol vers les écosystèmes aquatiques entraîne la rouille des cours d'eau de l'Arctique. Commun Earth Environ 5, 268 (2024). https://doi.org/10.1038/s43247-024-01446-z

À la une