Der Bach zu unseren Füßen sieht schmutzig aus. Sein Gesteinsbett leuchtet orange, als hätte es jemand mit Karottensaft gefärbt. Die Wasseroberfläche schillert in Regenbogenfarben, wie von Benzin überzogen. »Das ist übles Zeug«, sagt Patrick Sullivan, Ökologe an der University of Alaska in Anchorage.

Dabei befinden wir uns an einem der wenigen Orte der Welt, an denen die Natur noch nahezu unberührt ist: im Kobuk-Valley-Nationalpark in Alaska, Teil des größten Wildnisschutzgebiets der USA. Wir sind 95 Kilometer vom nächsten Dorf und rund 400 Kilometer vom ausgebauten Straßennetz entfernt. Ursprünglicher geht es kaum.

Sullivan blickt auf die Anzeige des Sensors, den er ins Wasser hielt. Dann liest er dem ebenfalls bei uns stehenden Biologie- und Mathematikprofessor Roman Dial von der Alaska Pacific University die Messwerte vor: extrem wenig gelöster Sauerstoff, ein pH-Wert von 6,4. Damit ist der Bach etwa 100-mal saurer als der leicht alkalische Fluss, in den er kurz darauf mündet. Die elektrische Leitfähigkeit, die auf die Menge gelöster Metalle oder Minerale hinweist, entspricht eher der von Industrieabwasser als der eines durchschnittlichen Gebirgsbachs. »Trinkt dieses Wasser nicht«, warnt Sullivan.

Weniger als ein Dutzend Meter entfernt vereinigt sich der Bach mit dem Salmon-Fluss, einem Geflecht aus verzweigten Wasserläufen und glitzernden Stromschnellen, das sich von den schneebedeckten Gipfeln der Brookskette nach Süden erstreckt. Die 1000 Kilometer lange Bergkette mit ihren pyramidenförmigen Gipfeln bildet das letzte Bollwerk zwischen dem wilden Norden Alaskas und der grauen, windgepeitschten arktischen Küste.

Der Salmon ist einer der abgelegensten Flüsse Nordamerikas und schon lange für seine Unberührtheit bekannt. Als der Schriftsteller John McPhee 1975 auf dem Strom paddelte, fand er »das klarste und reinste Wasser, das ich je über Felsen fließen sah«, wie er in »Coming into the Country« schrieb, einem Klassiker der Alaska-Literatur. In einem wegweisenden Naturschutzgesetz von 1980 erklärte die US-Regierung den Salmon zu einem »wilden und landschaftlich reizvollen Fluss«, da er »außergewöhnlich klares Wasser« führe sowie tiefe, blaugrün leuchtende natürliche Lagunen habe und »große Mengen an Keta- und Buckellachsen« beherberge.

Doch jetzt rostet der Salmon im wahrsten Sinne des Wortes vor sich hin. Auf einem Drittel des 110 Kilometer langen Wasserlaufs sind die Nebenflüsse voller Eisenoxidminerale – und in vielen Fällen auch voller Säure. »Hier befand sich früher ein bekanntes unberührtes Flussökosystem. Jetzt scheint es komplett zusammenzubrechen«, sagt Sullivan. Das Gleiche widerfährt Flüssen und Bächen in der gesamten Brookskette – in den letzten fünf bis zehn Jahren waren mindestens 75 Gewässer von dem seltsamen Rost betroffen. Der Prozess beschränkt sich aller Wahrscheinlichkeit nach nicht auf Alaska. So entdeckte ein Forscher im Sommer 2023 zwei orangefarbene Flüsse, als er von der kanadischen Provinz British Columbia in die nördlich gelegenen Northwest Territories flog. »Mit ziemlicher Sicherheit passiert das auch in anderen Teilen der Arktis«, vermutet Timothy Lyons, Geochemiker an der University of California in Riverside, der mit Dial und Sullivan zusammenarbeitet.

»Hier befand sich früher ein bekanntes unberührtes Flussökosystem. Jetzt scheint es komplett zusammenzubrechen«Patrick Sullivan, Ökologe an der University of Alaska in Anchorage

Über die grundlegende Ursache sind sich die Forscher und Forscherinnen, die das »Rosten« der Flüsse untersuchen, einig: Es ist der Klimawandel. Der Kobuk-Valley-Nationalpark hat sich seit 2006 um 2,4 Grad Celsius erwärmt. Bis zum Jahr 2100 könnte die Temperatur dort um weitere 10,2 Grad Celsius steigen – das ist mehr, als für jeden anderen Nationalpark der Welt prognostiziert wird. Durch die Hitze sind möglicherweise bereits 40 Prozent des Permafrostbodens im Park am Tauen. Diese Erdschicht liegt direkt unter dem Mutterboden und ist normalerweise das ganze Jahr über gefroren.

Doch wie genau der auftauende Permafrost die Flüsse orange färbt, ist bislang ein Rätsel. Es zu lösen ist essenziell, um die weit reichenden ökologischen Auswirkungen zu verstehen. Nur dann lassen sich auch Wege finden, wie die betroffenen Gemeinden darauf reagieren können. Acht Dörfer, in denen Ureinwohner Alaskas wohnen, sind auf die Fische und das Trinkwasser der Flüsse der westlichen Brookskette angewiesen. Einige Fachleute vermuten, dass sich aus Mineralen Säure bildet und das Eisen aus dem Gestein auslaugt, wenn es jetzt zum ersten Mal seit Jahrtausenden mit Wasser in Berührung kommt. Nach anderer Auffassung lösen Bakterien das Eisen in den auftauenden Feuchtgebieten aus dem Boden heraus. Beide Hypothesen haben die Forscher, die sich an der Expedition beteiligt haben, im Mai 2024 in der Fachzeitschrift »Communications Earth & Environment« veröffentlicht.

Auf der Suche nach Antworten

Ich hatte mich einer Gruppe von Wissenschaftlern und Naturliebhabern zu einer sechstägigen Reise auf dem Salmon angeschlossen. Wir wollten herausfinden, ob eine der beiden Hypothesen die Verschmutzung des einst unversehrten Gewässers erklären kann. Täglich paddelten wir rund 25 Kilometer den Fluss hinab und arbeiteten uns auf diese Weise langsam von der baumlosen Tundra nahe dem Quellgebiet bis zu den Nadelwäldern der Taiga vor, wo der Strom in den breiten, trägen Kobuk mündet. Ihm folgten wir bis zum ersten Dorf. Unterwegs stoppten wir an möglichst vielen Nebenarmen: Wir machten uns Notizen, füllten Wasser in Fläschchen und kratzten wirbellose Tiere von den Felsen, um die erste umfassende Probensammlung eines kompletten »rostenden« Wassereinzugsgebiets zu erstellen. Sollte sich die Vermutung über das Auslaugen des Gesteins bewahrheiten, könnten die Fische mancher Flüsse in tödlicher Gefahr sein. Stellte sich hingegen die Bakterienhypothese als richtig heraus, könnte der Rost die Flüsse in fast allen Permafrostregionen nach und nach ersticken. Rund ein Viertel der Landfläche auf der Nordhalbkugel wäre dann davon betroffen.

Um den Salmon zu erreichen, flog ich zusammen mit zwei Doktoranden in einem Sechssitzerflugzeug von der arktischen Küste aus ins Landesinnere. Das Eis nahe dem Fluss hatte im späten Frühjahr zu schmelzen begonnen. Entsprechend lagen alle Kiesbänke, auf denen das kleine Flugzeug mit seinen dicken Reifen hätte aufsetzen können, jetzt unter Wasser. Der Pilot musste daher auf einer langen, flachen Schotterpiste in den nebelverhangenen Bergen nördlich des Flusses landen. Der Rest der Gruppe, der zuvor bereits in einem anderen Wassereinzugsgebiet Daten gesammelt hatte, wartete dort auf uns sowie unsere Ladung aus leichten, tragbaren Schlauchbooten, Paddeln, Schwimmwesten, Lebensmitteln und 52 Wasserprobenentnahme-Sets. Für unseren Marsch zum Fluss schnallten wir die Boote, die sich auf Schuhkartongröße zusammenfalten ließen, auf unsere Rucksäcke. Wir wanderten 20 Kilometer weit über windgepeitschte Bergrücken, durch knöchelhohe Pflanzenbüschel und kratziges Gestrüpp. Als wir endlich zu den glitzernden Wasserläufen des Salmon hinabstiegen, um unser Nachtlager aufzuschlagen, beobachteten wir, wie ein halbes Dutzend weißer Alaska-Schneeschafe über den Bergrücken hüpfte.

Die höchstgelegenen Abschnitte des Flusses sind zwar klar, aber zu felsig und zu flach, um darauf zu paddeln. Also wateten wir am nächsten Morgen ein paar Kilometer den gerade frisch entsprungenen Salmon hinunter, bis wir eine Stelle fanden, die tief genug war, um unsere Schlauchboote zu Wasser zu lassen. Wir bliesen sie auf und stopften Lebensmittel und Ausrüstung in wasserdichte Tonnen. Auf den ersten Kilometern mussten wir jedes Mal, wenn wir eine Stromschnelle passierten, aufstehen, damit wir nicht auf Grund liefen. Wir wichen aquamarinfarben marmorierten Felsbrocken aus, die so groß wie Sofakissen waren.

Als McPhee diese Gegend besucht hatte, schrieb er, der Fluss sei so klar und voller Fische, dass »der Blick über den Rand des Kanus einem Blick in einen Himmel voller Zeppeline gleicht«. Heutzutage ist es eher so, als würde man in dichten Dunst schauen. Eine Stunde flussabwärts von unserer Einstiegsstelle trieb ein großer Nebenstrom namens Kanaktok Creek trübes Wasser über orangefarbene Felsen in den Salmon und färbte ihn grün. Der nächste Zufluss war so voll von Eisen, dass der Salmon danach eine Weile halb orange, halb grün war, bis sich die Anteile durchmischt hatten. Für den Rest der Fahrt blieb der Fluss graugrün und wie Erbsensuppe. »Die meisten Klimaveränderungen geschehen schleichend«, sagte Forrest McCarthy, ehemaliger Koordinator des Antarktisprogramms der USA, der Teil unseres Teams war. »Das hier aber passiert auf einen Schlag.«

Artenvielfalt zusammengebrochen

Als Erste dokumentierten Mitarbeiter des Geologischen Dienstes der USA sowie des Nationalparkservices in Alaska die »rostigen« Gewässer. Sie untersuchten, wie sich die Veränderungen des Permafrostbodens in der Brookskette auf Fische wie die Dolly-Varden-Forelle auswirken – einen großen, silbrig-grünen Saibling mit roten Flecken, den die Dorfbewohner als Mahlzeit sehr schätzen. Einer der Mitarbeiter, der Biologe Mike Carey, kam im August 2018 per Hubschrauber, um ein Messgerät abzuholen, das er in einem sauberen Bach östlich des Salmon platziert hatte. Dabei entdeckte er, dass der Grund mit orangefarbenem Schleim bedeckt war. Er fand weder Fische noch Insekten. »Die Artenvielfalt ist schlichtweg zusammengebrochen«, erinnert er sich.

»Die meisten Klimaveränderungen geschehen schleichend. Das hier aber passiert auf einen Schlag«Forrest McCarthy, ehemaliger Koordinator des Antarktisprogramms der USA

Carey glaubte zunächst, der ungewöhnliche Zustand sei ein Einzelfall – bis zum darauf folgenden Juli, dem bis dahin wärmsten Monat in Alaska seit Beginn der Temperaturaufzeichnungen. Ein Abschnitt des Agashashok-Flusses, der 96 Kilometer westlich des Salmon fließt, verfärbte sich damals von türkis nach orangebraun. Im Winter 2019 wiederum war die Schneedecke dort ungewöhnlich dick; das kann den Boden von der Kälte isolieren und das Auftauen des Permafrosts weiter begünstigen. Ein erneuter heißer Sommer sowie ein schneereicher Winter folgten, und der Rost breitete sich aus.

Dial und Sullivan untersuchten damals, wie sich die Baumgrenze in der wärmer werdenden Brookskette gen Norden verschob. Sie waren schockiert, wie schnell sich die Bäche in der Region veränderten. Auf einer Expedition im Jahr 2020 war das Wasser des Clear Creek so sauer, dass das Milchpulver gerann, das die Doktorandin Maddy Zietlow in ihren abendlichen Tee gab. Langsam bildete sich ein loser Verband von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, die sich für die Vorgänge interessierten. Für Dial war das wachsende Projekt eine persönliche Angelegenheit: Seit mehr als 40 Jahren war er in der Brookskette unterwegs, bestieg Berge und befuhr Flüsse. »Aus wissenschaftlicher Sicht ist es faszinierend, aber es macht mich traurig«, sagt er. »Es ist beunruhigend, wie weit der menschliche Einfluss reicht.«

Nach etwa vier Stunden auf dem Wasser erreichten wir eine weite Biegung. Der Fluss schien in einem Tunnel zu verschwinden. Die Strömung hatte sich tief in das aufgeweichte Ufer gegraben und einen mindestens 30 Meter langen Überhang geschaffen. Schlammige Wurzeln hingen über uns herab wie Schnüre eines Perlenvorhangs. Wässrige Erdklumpen plumpsten in den Fluss, und die Luft roch nach einer Mischung aus verschimmelten Handtüchern und verrottendem Gemüse: der unverwechselbare Geruch von auftauendem Permafrost. Sullivan runzelte die Stirn – er konnte sich nicht daran erinnern, dass dieser Flussabschnitt früher so ausgesehen hatte.

Der Permafrost besteht bereits bei Anchorage an der Südküste Alaskas in Form vereinzelter Flecken und zieht sich bis in den Norden hinauf zur Brookskette, wo er eine fast durchgängige Fläche bildet. Würde man ein Feuer entfachen und dann in den aufgewärmten Boden graben, würde man nach rund einem Meter aufgetauten Mutterbodens auf eine betonharte Schicht stoßen. Diese Permafrostschicht reicht an Orten wie Prudhoe Bay an der arktischen Küste bis zu 600 Meter in die Tiefe. Der größte Teil ist bereits seit der letzten Eiszeit gefroren und seither niemals aufgetaut. Die im Permafrost weltweit konservierten tierischen und pflanzlichen Stoffe enthalten zirka 1500 Gigatonnen Kohlenstoff – doppelt so viel, wie in der Atmosphäre vorhanden ist. Wenn dieser Boden auftaut, beginnen Mikroben, das Material zu verdauen, und erzeugen dabei Kohlenstoffdioxid und Methan. Der Gestank nach verrottendem Gemüse zeigt also an, dass sich der Planet aufheizt.

Und das Eis hält noch weitere Überraschungen bereit: In Russland starb 2016 ein zwölfjähriger Junge an Milzbrand, weil die bakteriellen Erreger durch den tauenden Permafrost wieder aktiviert worden waren. Die aufweichende Erde könnte auch Viren, Chemikalien oder Quecksilber freisetzen, warnten Experten 2021.

Trotzdem trafen die rostenden Flüsse Alaskas die Fachleute völlig unvorbereitet. Sie spekulierten, das Tauwetter könne den Prozess vorantreiben, waren sich jedoch unsicher, wie. Der Ökologe David Cooper von der Colorado State University schlug schließlich die »Feuchtgebietshypothese« vor. Demnach erzeugen Mikroben im Boden nicht nur Methan, sondern bringen auch das dort gebundene Eisen in eine wasserlösliche Form.

Mehr Eisen als Fische

Cooper und Dial kennen sich seit 1979. In jenem Jahr traf Dial als junger Bergsteiger durchnässt, frierend und hungrig in Coopers Forschungscamp in der Brookskette ein. Cooper gab Dial warme Kleidung und Essen und rettete ihm damit vielleicht das Leben. 2021 lud Dial dann Cooper zu einer Forschungsreise an den Timber Creek ein, der 30 Kilometer westlich des Salmon fließt. Am ersten Tag wollte sich Cooper im Fliegenfischen versuchen, stieß jedoch nur auf eine eisenhaltige Brühe. »Ich sah mir den Bach an und sah: Er ist tot. Voller Metall«, erinnert er sich.

Cooper fragte sich, ob Bakterien die Misere verursachten. Die Mikroben spalten kohlenstoffhaltige Verbindungen, um Energie zu gewinnen. Dabei entstehen Wasserstoffatome mit jeweils einem zusätzlichen Elektron. Viele Bakterien sind darauf angewiesen, dass Sauerstoffmoleküle dieses zusätzliche Elektron aufnehmen, wobei sie chemisch reduziert werden. Aber in wassergesättigten Umgebungen, in denen es keinen freien Sauerstoff gibt, reduziert die bakterielle Atmung mitunter andere Elemente: etwa Schwefel oder dreiwertiges Eisen (Fe³⁺), das dem Boden zusammen mit organischem Material und Mangan seine braune Farbe verleiht.

Taut der Permafrostboden unter einem Feuchtgebiet auf, könnten die Bakterien laut Cooper das dreiwertige Eisen reduzieren. In der reduzierten Form (Fe²⁺) löst es sich – anders als in der oxidierten Form – in Wasser. Das Grundwasser könnte das zweiwertige Eisen in einen sauerstoffhaltigen Fluss transportieren, wo es der Sauerstoff wiederum zu dreiwertigem Eisen oxidieren würde. Dieses fiele dann als »Rost« aus und färbte den Fluss orange. Als Cooper und Dial im August 2023 in der Nähe des Timber Creek Gräben im sumpfigen Boden aushoben, fanden sie in einer Tiefe von bis zu 1,5 Metern Wasser unter dem einst gefrorenen Boden – und Schlamm, grau gefärbt, wie von zweiwertigem Eisen. Laut Cooper haben sich in der auftauenden Erde neue Grundwasserströme gebildet und »viele geochemische Prozesse in Gang gesetzt, die seit 5000 Jahren stillstanden, weil der Boden gefroren war.«

In der zweiten Nacht campierten wir zwischen spindeldürren Fichten am kiesigen Ufer. Auf der anderen Seite kam der Anaktok Creek, ein giftorangener Nebenfluss, aus einem langen, gewundenen Tal hinunter und mündete in den Salmon. Dial und Sullivan kannten den Anaktok schon von früheren Reisen. Sie wollten seinem Lauf ein halbes Dutzend Kilometer flussaufwärts folgen und sich dann wieder hinuntertreiben lassen, um sein Wasser sowie das kleinerer Nebenbäche zu untersuchen. Am nächsten Morgen schnappten wir uns also jeder mehrere Wasserproben-Sets, paddelten über den Fluss, packten unsere Schlauchboote zusammen und stiegen den Nordhang des Tals hinauf. Als wir höher kamen, bot sich uns auf der südlichen Seite ein erstaunlicher Anblick: Auf einer Länge von etwa 100 Metern sah die grüne Tundralandschaft wie verbrannt aus – allerdings ohne dass dort ein Feuer gewütet hatte.

Wir kletterten auf einen Hügel und wanderten dann den breiten Bergrücken entlang. Nach mehr als einer Stunde stießen wir auf einen hässlichen schwarzen Flecken Erde. Zweige abgestorbener Preiselbeer- und Silberwurzensträucher hingen auf den pechschwarzen Boden herunter. Auf der dunklen Erde floss ein Rinnsal, das allerdings zu klein war, als dass wir mit dem Kit eine Wasserprobe nehmen konnten. Also opferte McCarthy seine Trinkflasche und füllte sie langsam mit dem Sickerwasser. Als Sullivan einen Sensor in die Flasche tauchte, zeigte er einen pH-Wert von 2,95 an: sauer wie Essig. Die Säure hatte die Landschaft verätzt und das »Brandmal« verursacht. »In diesem Tal gibt es mindestens ein Dutzend solcher verätzter Flecken«, sagte Dial.

Beim Abstieg zum Bach stießen wir zwischen den Weidenbüschen auf einen weiteren »Brandfleck«. Das Rinnsal, das aus der klumpigen schwarzen Kruste hervortrat, war ebenfalls stark sauer. Unterhalb der schwarzen Flecken bedeckte orangefarbener Schleim die Felsen des Anaktok. Er färbte auf die Hände von Alexander Lee ab, einem Philosophieprofessor der Alaska Pacific University, der mithalf, Fische und Wirbellose zu beproben. Auch ein kleiner Bach, der von den Hügeln herunterkam, hatte einen pH-Wert von 3,5. Rost war allerdings kaum zu finden. »Er ist wahrscheinlich noch im sauren Wasser gelöst«, vermutete Sullivan.

Die Feuchtgebietshypothese erklärte zwar die orange Färbung, nicht aber, warum die Flüsse derart sauer waren. Ende 2022 hatte Lyons Dial eine alternative Erklärung vorgeschlagen: Das Wasser könnte mit den Mineralen im Gesteinsuntergrund reagieren. Er hatte einen Artikel mit einem Foto des Salmon gesehen, das Dial im Herbst desselben Jahres aufgenommen hatte. Der Fluss leuchtete darauf so gelb wie die Blüten der Balsam-Pappeln an dessen Ufer. Das erinnerte Lyons an seine Untersuchungen, die er für die NASA am berüchtigten Rio Tinto in Spanien angestellt hatte. Der Strom ist derart kräftig orange und enthält so viel Säure aus dem vorgelagerten Bergbau, dass er als potenzielles Analogon für saure Gebiete auf dem Mars gilt.

Die meisten Erzlagerstätten sind reich an Sulfidmineralen wie Pyrit, einer Verbindung aus Schwefel und Eisen, die auch als Katzengold bekannt ist. Kommen Sulfidminerale mit Wasser und Sauerstoff in Kontakt, etwa wenn Bergleute das Gestein abtragen, löst sich der Schwefel vom Metall und verbindet sich mit Wasserstoff und Sauerstoff zu Schwefelsäure. Das Problem ist als »saurer Haldenabfluss« weltweit aus Minen bekannt, wo Säure und Metalle wie Eisen Wasser und Abraumbecken verseuchen.

Aber auch natürliche Prozesse können Säure aus Gestein auswaschen. Das geschieht etwa, wenn Sulfidgestein in Erzlagerstätten durch Kontakt mit Flusswasser verwittert. Die Ureinwohner Alaskas kennen daher das Phänomen, dass sich Bäche in der Brookskette gelegentlich orange färben – allerdings nicht im heute beobachteten Ausmaß. Nach Lyons‘ Vermutung öffnet sich sozusagen der eisige Deckel über dem Grundgestein, wenn der Permafrost auftaut. Dann gelangt zum ersten Mal seit Tausenden von Jahren sauerstoffreiches Wasser in das pyrithaltige Sediment. Schwefelsäure entsteht, und das verbliebene Eisen wird oxidiert. Normalerweise würde dieses als Rost aus dem Wasser ausfallen, doch in der sauren Umgebung bleibt es gelöst und fließt unterirdisch mit dem Sickerwasser mit.

In der Brookskette kommt allerdings ebenfalls viel alkalischer Kalkstein vor, der das Wasser basischer macht. Gelangt das saure Sickerwasser in einen alkalischen Fluss oder Bach, steigt der pH-Wert an, und Eisen fällt als orange-gelbe Substanz aus, die Minenarbeiter als »Yellow Boy« kennen. »Das ist wie ein Doppelschlag« erklärt Lyons. »Das pyrithaltige Sedimentgestein ist die Quelle für die Säure und das Eisen. Das Kalkgestein wiederum neutralisiert die Säure und sorgt dafür, dass sich das Eisen absetzt.«

»Solange Wasser, Sauerstoff und das Mineral weiterhin vorhanden sind, wird die Reaktion einfach weitergehen«Brett Poulin, Umwelttoxikologe an der University of California in Davis

Was den Fachleuten große Sorgen bereitet: Die Säure kann auch andere Metalle wie Kupfer, Zink, Kadmium, Blei oder Arsen auslaugen, die dann weite Strecken flussabwärts getragen werden. In Bergbaugebieten gibt es in der Regel so viele Sulfidminerale, dass solche Reaktionen über tausende Jahre weiterlaufen. In den Permafrostgebieten werden diese Prozesse möglicherweise nur in Jahren mit starkem Tauwetter in Gang gesetzt, wenn genügend Sickerwasser entsteht. Es kann aber auch sein, dass sie jahrhunderte- oder jahrzehntelang ununterbrochen weitergehen. Auf Grund solcher Ungewissheiten sei das Problem so schwierig zu beheben, sagt Brett Poulin, Experte für Umwelttoxikologie an der University of California in Davis. »Solange Wasser, Sauerstoff und das Mineral weiterhin vorhanden sind, wird die Reaktion einfach weitergehen.«

Die nächsten beiden Tage paddelten wir weiter und nahmen Proben aus den Nebenflüssen. Niedrig bewachsene Hügel wichen Niederungen, die mit Nadelbäumen übersät waren. Der Salmon wurde immer breiter, schien aber nahezu keine Fische mehr zu beherbergen. Der Himmel war auf gespenstische Weise frei von Vögeln. Erst nach drei Tagen fing Lee eine Forelle und entnahm ihr eine kleine Gewebeprobe, um sie auf Metalle zu untersuchen.

Mit der Zeit wurde das trübe Wasser allmählich klarer; saubere Zuflüsse verdünnten den farbigen Strom. Doch an unserem vorletzten Tag, kurz bevor der Salmon in den Kobuk mündet, stießen wir auf den bisher dreckigsten Bach. Er kam aus einem sumpfigen Waldgebiet geflossen und war scheußlich kastanienbraun. Sein Schlamm verstopfte den Filter der Probenentnahmekits. Biber hatten die Setzlinge entlang des Ufers angenagt. Die Tiere wandern mit der Baumgrenze mit, die sich durch das milder werdende Klima nach Norden verschiebt, und bevölkern Gebiete in immer höheren Breitengraden. Die durch ihr Treiben entstandenen Tümpel ließen den Permafrost weiter auftauen. »Hier ist jetzt ein riesiges Feuchtgebiet«, stellte Dial fest, nachdem er einen Teil des Flusses hinaufgepaddelt war. »Ich glaube, wir sehen hier Belege für die Feuchtgebietshypothese.«

An unserem letzten Tag erreichten wir um drei Uhr morgens das Ureinwohnerdorf Kiana am Kobuk. Zu diesem Zeitpunkt hatten wir mehr als 145 Kilometer mit dem Boot zurückgelegt und Proben aus mehr als 20 Bächen genommen. Das Rätsel hatten wir aber immer noch nicht gelöst. Für beide Erklärungsansätze schien es Beweise zu geben: In dem Tal, in dem die Landschaft durch Säure wie verbrannt wirkte, wusch offenbar durch den tauenden Permafrost gebildetes Wasser das Eisen aus dem Gestein, entsprechend der Hypothese vom sauren Abfluss. In der Gegend um den schmutzigen Bach hingegen lag es näher, dass der tauende Boden eisenreduzierende Bodenbakterien aktiviert, wie es die Feuchtgebietshypothese nahelegt. Vermutlich spielen also beide Mechanismen eine Rolle.

Bedrohung für den Menschen?

Das Phänomen der »rostenden Flüsse« lässt sich am Salmon sehr gut erforschen; da er aber relativ weit von menschlichen Siedlungen entfernt ist, bedroht er die Zivilisation nicht direkt. Darüber hinaus verdünnt der Zustrom des gewaltigen Kobuk das schmutzige Wasser, bevor es in die Dörfer fließt. Doch sollte sich der Rost auf weitere Flüsse der Brookskette ausbreiten, könnte er zur Gefahr für den Menschen werden, besonders für den Küstenort Kivalina.

Das 400-Seelen-Dorf liegt auf einem gut 200 Meter schmalen, dem Festland vorgelagerten Küstenstreifen. Zwischen dem stetig schrumpfenden Streifen Land und dem Festland liegt die Kivalina-Lagune. Hier mündet der Wulik ins Meer, ein Strom, der wie der Salmon von der Brookskette hinab ins Tal fließt und der die Anwohner mit Wasser und Fisch versorgt. Viele seiner Nebenflüsse haben sich ebenfalls orange verfärbt.

Ich flog in einem kleinen Flugzeug dorthin. Am folgenden Abend zog der 25-jährige Jared Norton im Nieselregen ein Fischernetz über den Bug eines Aluminiumboots in der Lagune. Wie viele Anwohner verbringt Norton einen Großteil seiner Zeit mit Jagen und Fischen. Zuerst fanden sich im Netz silbrige Chum-Lachse, auch als Hundelachse bekannt, weil sie für die Ureinwohner Alaskas das wichtigste Haustierfutter darstellen. Dann erschien ein großer Fang mit türkisfarbenem Rücken und Flanken: eine Dolly-Varden-Forelle. »Das ist der Fisch, den ich gesucht habe!«, rief Norton aus.

Diese Fischart spielt eine zentrale Rolle im Leben der Dorfbewohner – und sie wird wahrscheinlich als erste von den rostverschmutzten Flüssen betroffen sein. Keta-Lachse etwa verlassen das Süßwasser bereits wenige Tage oder Wochen, nachdem sie im Flussbett geschlüpft sind, in Richtung Meer. Erst am Ende ihres Lebens kehren sie in den Fluss zurück. Die Dolly-Varden-Forelle hingegen schwimmt, wenn überhaupt, erst nach Jahren ins Meer hinaus. Von dort wandert sie jedes Jahr wieder in die Flüsse und Seen, um zu überwintern. Sie ist Veränderungen im Süßwasser also viel stärker ausgesetzt.

Eine ausgewachsene Dolly-Varden-Forelle ist grün mit roten Flecken – ein wunderschöner Fisch, der sogar noch auffälliger gefärbt ist als die verwandte Bachforelle. Der Name stammt von einem Romancharakter von Charles Dickens. Dolly Varden betört die Männer mit ihren kirschfarbenen Kleidern. Im 19. Jahrhundert wurden dann sehr farbige Kleider im Allgemeinen mit diesem Namen belegt. Und Angler übertrugen ihn auf die farbenfrohen Fische. Um sie im Wulik zu angeln, zahlen Touristen heute mehrere tausend Dollar. 2002 wurde dort ein zwölf Kilogramm schweres Weltrekord-Exemplar gefangen. Die Einheimischen schätzen den Fisch wegen seines schmackhaften orangefarbenen Fleisches und tauschen es mit anderen Ureinwohnern gegen Speck oder Wildbret.

Das Leben in Kivalina ist hart. Wie viele andere Dörfer der Ureinwohner Alaskas ist auch Kivalina auf Fisch und Trinkwasser aus den Flüssen aus der Brookskette angewiesen. Da es kein fließendes Wasser aus Leitungen gibt, müssen die Bewohner es in Fässern heranschaffen. Seit Hunderten von Jahren kommen die halbnomadischen Inupiat im Frühjahr hierher, um Wale im Norden zu jagen. Anschließend ziehen sie ins Landesinnere, um Alaskas größte Karibuherde zu verfolgen, die im Herbst nach Süden wandert. Im Spätherbst brauchen sie die Dolly-Varden-Forellen, um die neun kalten Monate zu überstehen.

Die Menschen dort haben es geschafft, ihre Jagd- und Fischertraditionen am Leben zu erhalten, trotz Zwangsansiedlung, Christianisierung, Vernichtung der Walpopulationen und zahlreicher Epidemien. Noch heute beziehen sie vier Fünftel ihrer Nahrung aus der Jagd an Land und im Wasser – inzwischen mit Schneemobilen und Motorbooten. Aber die Nebenflüsse des Wulik beginnen zu »rosten«, und das könnte die Dolly-Varden-Forelle gefährden. »Das wäre ein harter Schlag für uns«, sagt Replogle Swan, Vorsitzender des freiwilligen Such- und Rettungstrupps von Kivalina. »Dieser Fisch gehört zu unserem Leben.«

In metallbelasteten Flüssen sterben wirbellose Tiere, etwa Eintagsfliegen, die den Fischen als Nahrung dienen. In der Folge verhungern die Fische. Ist das Bachbett mit Eisen bedeckt, ersticken außerdem die Fischeier. Eisen und Aluminium auf den Kiemen hindern die ausgewachsenen Tiere sogar am Atmen, wie Fachleute herausgefunden haben.

Cherelle Barr arbeitet für die regionale Native Corporation und angelt jeden Herbst in der Hütte ihrer Familie nahe der Mündung des Salmon nach Dolly-Varden-Forellen. Von den 30 Exemplaren, die sie 2022 gefangen hat, waren etwa 10 deformiert, erzählt sie. Einige trugen große Beulen auf dem Rücken, andere hatten Eiter hinter den Kiemen. Selbst die Bären auf einer kleinen Insel im Fluss waren misstrauisch. »Man konnte sehen, dass sie die deformierten Fische sowie diejenigen mit Eiter an den Kiemen nicht fraßen«, berichtet Barr. Der Eiter könnte auch durch einen Parasiten oder eine Krankheit verursacht worden sein – in jedem Fall ist die Entwicklung Besorgnis erregend. Wissenschaftler, welche die Fische im Auftrag des Bundesstaats Alaska beobachten, stellten fest, dass sie Bäche mit erhöhtem Gehalt an Eisen, Mangan oder Säure meiden.

Welche Rolle spielt die Mine?

Knapp 80 Kilometer landeinwärts von Kivalina liegt die Red-Dog-Mine, eine der größten Zinkminen der Welt. Seit ihrer Eröffnung im Jahr 1989 ist sie von grundlegender Bedeutung für die Wirtschaft der Region. Jedes Jahr, wenn das Eis zu schmelzen beginnt, leitet die Mine gereinigtes Abwasser in den Red-Dog-Bach, der anschließend in den Wulik fließt. Die Einwohner von Kivalina beschuldigen die Mine, das Flusswasser zu verunreinigen; in der Vergangenheit wurden deren Betreiber bereits wegen Verstößen gegen Gesetzesvorgaben zur Wasserreinhaltung verurteilt. Manche holen ihr Trinkwasser daher mit dem Boot aus einem anderen nahe gelegenen Fluss statt an der Zapfstelle, die vom Wulik gespeist wird.

Tatsächlich wurde der Red-Dog-Bach mit Beginn des Minenbetriebs jedoch teilweise sauberer. Denn bevor sie errichtet wurde, wusch der Fluss das saure Gestein in der Gegend aus. Auf Grund seiner orangenen Farbe spekulierte ein Buschpilot in den 1960er Jahren überhaupt erst, dort könnten wertvolle Minerale schlummern. Nachdem Minenarbeiter den Red-Dog-Bach sowie weitere Bäche und Flüsse nahe der Erzlagerstätten durch Rohre umgeleitet hatten, ging die Schwermetallkonzentration flussabwärts zurück. Das zeigen die jährlichen Überwachungsdaten der Regierungsbehörde Alaska Department of Fish and Game. Außerdem wurde das Flusswasser weniger sauer. Gleichzeitig stieg allerdings die Gesamtkonzentration an »gelösten Feststoffen« – hauptsächlich wegen der Sulfate und des Kalziumhydroxids, mit denen die Mine Metalle aus dem Abwasser entfernt.

Im heißen Sommer 2019 stieg die Feststoffkonzentration flussabwärts so stark, dass sie den Grenzwert überschritt, der in der Genehmigung für den Betrieb der Mine festgelegt worden war. Denn die Bäche flussaufwärts der Mine hatten zu rosten begonnen und schwemmten milchig-gelbes Wasser in den Wulik. Infolgedessen durften die Minenbetreiber mehr als ein Jahr lang kein Abwasser einleiten. Das war erst wieder möglich, nachdem sie eine gut 17 Millionen Euro teure Umkehrosmose-Anlage gebaut hatten, die das Abwasser säubert.

Laut Fish and Game haben sich seitdem weitere Bäche oberhalb der Mine durch den auftauenden Permafrost orange verfärbt. Und der Gesamtgehalt an gelösten Stoffen ist trotz der neuen Kläranlage weiter angestiegen. »Fische, die in diesem Wasser schwimmen, würden wahrscheinlich nicht sofort sterben, aber wären chronisch unter Stress«, sagt der Biologe Brendan Scanlon von Fish and Game.

Der tauende Permafrost trägt hierzu mehr bei als die Mine. Entsprechend lässt sich wenig unternehmen, um das Problem zu beseitigen. Häufig wird Kalk in die Absetzteiche alter Minen gekippt, um die Säure abzupuffern. Mit einem kompletten Gebirgsbach funktioniert das allerdings nicht – genauso wenig, wie man den Boden um ihn herum wieder einfrieren kann. Womöglich besteht also die einzige Hoffnung darin, dass die wilden Flüsse die Verunreinigungen ausspülen und sich selbst regenerieren, sobald der Permafrost aufgetaut und alles Eisen freigesetzt ist. Das würde mindestens Jahrzehnte dauern.

Als wir im Sonnenschein des arktischen Sommers auf dem unteren Teil des Salmon unterwegs waren, habe ich Dial einmal gefragt, was ihn nach all den Jahren immer noch an der Brookskette fasziniert. Es sei die Regenerationskraft dieses riesigen, sich stark verändernden Ökosystems, antwortete er. Er hofft, dass sich die Wildnis mit der Zeit »als stark genug erweist, um sich selbst zu sanieren«.