O aquecimento do clima está colocando mais metais nos riachos das montanhas do Colorado
Tendências crescentes de concentração relativa (C) causadas por diferentes tendências decrescentes de vazão relativa (Q) durante um período de 30 anos, assumindo carga constante. Os valores relativos C e Q são normalizados para o valor mediano do período de observação. Crédito:Pesquisa de Recursos Hídricos (2024). DOI:10.1029/2023WR036062 O aquecimento das temperaturas está causando um aumento constante de cobre, zinco e sulfato nas águas dos riachos das montanhas do Colorado afetados pela drenagem ácida de rochas. As concentrações destes metais praticamente duplicaram nestes riachos alpinos nos últimos 30 anos, conclui um novo estudo, apresentando uma preocupação para os ecossistemas, a qualidade da água a jusante e a remediação da mineração.
A meteorização química natural da rocha é a fonte do aumento da acidez e dos metais, mas o principal impulsionador desta tendência são as alterações climáticas, concluiu o relatório.
“Os metais pesados são um verdadeiro desafio para os ecossistemas”, disse o autor principal Andrew Manning, geólogo do Serviço Geológico dos EUA em Denver. "Alguns são bastante tóxicos. Estamos vendo tendências regionais estatisticamente significativas no cobre e no zinco, dois metais importantes que costumam ser um problema no Colorado. Não são ambíguos e não são pequenos."
O estudo foi publicado em Pesquisa de Recursos Hídricos .
Embora o mecanismo que associa o aquecimento das temperaturas ao aumento do desgaste por sulfureto ainda seja uma questão de investigação em aberto, os novos resultados apontam para a exposição de rochas outrora seladas pelo gelo como principal suspeita, disse Manning. O súbito aparecimento de “rios enferrujados do Ártico” fluindo de regiões de permafrost em degelo nos últimos dois anos é provavelmente o mesmo processo, ampliado.
O Colorado está repleto de manchas rochosas ricas em sulfetos metálicos. O sulfeto de ferro brilhante, conhecido por muitos habitantes do Colorado como ouro de tolo ou pirita, é o mais comum desses minerais sulfetados, mas o cobre, o zinco e outros sulfetos metálicos também são comuns.
A exposição ao ar oxida os sulfetos metálicos na rocha, liberando os metais nas águas subterrâneas, que fluem para os riachos superficiais. Depósitos vermelhos enferrujados em leitos de rios são sinais distintivos de oxidação de sulfeto de ferro. Os sulfetos também acidificam a água, o que pode acelerar o desgaste. Descobriu-se que alguns riachos alpinos amostrados tinham um pH tão baixo quanto 3 ou 4.
O estudo baseou-se em 40 anos de dados de química da água, coletando amostras finais de todos os locais em 2021, de 22 riachos de cabeceira em 17 bacias hidrográficas que são naturalmente ácidos e ricos em metais o suficiente para limitar plantas e animais aquáticos. Os locais de amostragem estavam acima de 3.000 metros (10.000 pés) de altitude e incluíam uma mistura de áreas imaculadas e intocadas e locais que haviam sido explorados historicamente, mas deixados em paz por 50 a 100 anos.
“O ponto principal é que nenhum trabalho recente de mineração ou remediação foi realizado”, disse Manning. “Essas bacias hidrográficas estão ali paradas, respondendo a nada além do clima.”
Aquecendo e secando montanhas
Os riachos de montanha foram amostrados de meados de julho a novembro, abrangendo o final do verão e os períodos de baixo fluxo no outono. Registros de longo prazo do volume de fluxo de medidores de fluxo próximos mostram que os fluxos têm diminuído com o aumento das temperaturas e menores camadas de neve, sugerindo que volumes menores de água poderiam explicar as concentrações mais altas de metais.
Mas Manning e os seus colegas descobriram que menos água só poderia ser responsável por metade do efeito que observaram. Para atingir as concentrações que observavam, as montanhas tinham de colocar metais e sulfatos nos rios a um ritmo mais rápido.
À medida que estes riachos montanhosos ricos em metais descem para rios maiores, o efeito da carga extra de metal é diluído, observaram os investigadores.
“Não creio que isto seja um grande sinal de alerta para os principais utilizadores metropolitanos ou agrícolas a jusante, em altitudes mais baixas”, disse Manning, “mas algumas das nossas comunidades montanhosas obtêm a sua água apenas a uma curta distância destes riachos mineralizados”. Para ajudar a mitigar o risco da qualidade da água, os gestores poderiam beneficiar de conhecimentos avançados sobre quais os metais que estão a entrar no rio e onde e com que rapidez estão a aumentar, disse Manning.
Mais metais e acidez nestes riachos montanhosos também poderão ter impacto nas decisões sobre onde investir fundos limitados para a remediação daqueles que foram alterados pela mineração histórica e onde armazenar peixe para beneficiar o turismo.
Caso local, padrão global
As bacias hidrográficas do Colorado são um caso dramático devido à abundância incomum de sulfetos metálicos na rocha, disse Manning, mas os cientistas estão observando concentrações crescentes de sulfato mais sutis em riachos de montanha ao redor do mundo. O novo estudo é o primeiro a conectar estatisticamente o intemperismo acelerado por sulfeto ao aumento das temperaturas em grande escala em toda uma região.
O estudo encontrou os maiores ganhos em cargas metálicas nos riachos das montanhas mais altas e frias. Manning disse que esse padrão aponta para o degelo do gelo subterrâneo. As elevações mais altas do Colorado têm temperaturas médias anuais próximas de zero graus Celsius (32 graus Fahrenheit), colocando-as nas condições limite do permafrost. Alguns picos ultrapassaram o limite de congelamento desde 1980.
"O gelo é como uma armadura. Derreta-o e você criará janelas para que as águas subterrâneas entrem na rocha que não vê água e oxigênio há milênios, e começará a oxidar muito rapidamente", disse Manning.
Outros mecanismos possíveis são a queda dos lençóis freáticos, expondo rochas frescas ao ar e o derretimento de geleiras rochosas, liberando bolsões de metais concentrados armazenados no gelo. As zonas húmidas acumulam metais e podem libertar uma explosão quando a água regressa após períodos de seca.
O estudo não encontrou uma correlação entre as taxas de aumento das concentrações de metais e a presença de zonas húmidas, glaciares rochosos ou factores ligados à queda dos lençóis freáticos, embora estes possam estar a desempenhar um papel noutras regiões. Mas todos estes mecanismos possíveis são consequências das alterações climáticas.
“Simplesmente não há outra explicação lógica senão que este é um sinal climático de mudança”, disse Manning. “Nada mais alcançaria todas essas bacias hidrográficas universalmente”.
