Welche Auswirkungen hat der Rückgang der Gletscher und des Permafrosts auf die Wasserqualität in den Bergen?
Der Rückgang der Gletscher und des Permafrosts hat erhebliche Auswirkungen auf die Wasserqualität. In geologisch prädisponierten Gebieten verstärkt der Verlust der Kryosphäre nämlich die sogenannte „saure Gesteinsauswaschung“. Dieses Phänomen führt zur Oxidation bestimmter Mineralien (Sulfide wie Pyrit) und hat die Freisetzung von Sulfationen und Schwermetallen in Seen und Bächen zur Folge, was potenzielle ökologische Auswirkungen sowie Auswirkungen auf die Wassernutzung durch den Menschen hat. Allerdings sind die Studien zu diesem Phänomen in den Alpen bislang rar und beschränken sich auf Gewässer, die von Gletschern und Felsgletschern gespeist werden – Strukturen aus Gesteinsfragmenten und Eis, die wichtige Wasserressourcen darstellen.
In der Studie haben wir 80 hochgelegene Quellen im Trentino, in Südtirol und in Nordtirol untersucht, um zu ermitteln, wie weit verbreitet dieses Phänomen ist und welche Faktoren eine räumliche Vorhersage ermöglichen.
Wir haben festgestellt, dass die saure Auswaschung des Gesteins vorwiegend mit bestimmten, in diesem Gebiet sehr verbreiteten Gesteinsarten wie Paragneis und Glimmerschiefer in Verbindung steht. In Gebieten mit diesen Gesteinsarten überschreiten alle Gletscherquellen, 70 % der Quellen aus Gletschergestein und neu gebildeten Moränen, 60 % der Quellen aus Geröllkegeln und 25 % der Quellen aus bewachsenen Hängen die europäischen Qualitätsgrenzwerte für Trinkwasser. In diesen Tälern, die als „geochemische Hotspots“ bezeichnet werden, erwies sich die Wahrscheinlichkeit einer Beeinflussung durch Eis (berechnet auf der Grundlage der Wassertemperatur und der alpinen Permafrost-Wahrscheinlichkeitskarte) als die wichtigste Variable, anhand derer kontaminierte von nicht kontaminierten Quellen unterschieden werden können.
Die Studie ist wichtig, da sie aufzeigt, dass der durch den Verlust der Kryosphäre bedingte Säureausfluss aus dem Gestein nicht auf bestimmte Gebiete beschränkt ist, sondern weite Gebiete betrifft. Das häufige Vorkommen von mit Schwermetallen wie Nickel und Mangan belastetem Wasser hat potenzielle Auswirkungen auf die Ökosysteme und den Menschen.
A B S T R A C T
High mountain areas are experiencing rapid hydrological shifts, due to a decline of meltwater sources and a concomitant increase
of solute concentrations in freshwater ecosystems. While research on water quality is increasing on river systems influenced by glaciers and rock glaciers, very limited knowledge exists on those influenced by other landforms such as moraines and talus slopes. During late summer 2021, we investigated the chemistry and δ18O in the water of 80 high-elevation springs in 6 massifs of the Central-Eastern European Alps. These springs were sourced either by glaciers, young moraines, rock glaciers, talus slopes, or reference slopes mantled with soil. End-member mixing models revealed a large fraction of (snow or glacier) meltwater at all springs (> 60%), even though rainwater had a higher contribution (up to 40%) at lower elevations. Lithology and the likelihood of ice influence, an indicator that we built using the spring water temperature and the Alpine permafrost map, were the most important predictors of water chemistry in regression tree analyses. Springs draining catchments dominated by paragneisses and/or micaschists had high concentrations of sulphate, nickel, manganese, and other metals. In these geochemical hotspots, all glacier springs, 70% of rock glacier and young moraine springs, 60% of talus slope springs, and 25% of reference slope springs had poor water quality (European Union standards for drinking water). In areas with other lithologies, only 13% of springs exhibited poor water quality. For the springs on paragneisses and/or micaschists, the permafrost presence and the motion of different landform
types may enhance nickel concentrations due to acid rock drainage. Finally, we discuss the importance of our findings for water management and freshwater ecosystems.