Penelitian revolusioner dari Umeå University, Swedia, menemukan fakta mengejutkan bahwa es dapat melarutkan mineral besi lebih efektif dibanding air cair. Dilansir dari New Atlas, temuan yang dipublikasikan di jurnal PNAS ini membalik kepercayaan lama bahwa lingkungan beku memperlambat reaksi kimia, dan membantu menjelaskan mengapa sungai-sungai Arktik berubah warna menjadi oranye.
"Es bukanlah blok beku yang pasif," kata Jean-François Boily, profesor Umeå University dan co-author penelitian. "Pembekuan menciptakan kantong-kantong mikroskopis air cair di antara kristal es yang bertindak seperti reaktor kimia, di mana senyawa menjadi terkonsentrasi dan sangat asam". Kondisi ini memungkinkan reaksi dengan mineral besi bahkan pada suhu minus 30°C.
Eksperimen menunjukkan bahwa es pada -10°C melepaskan lebih banyak besi dari mineral goethite (oksida besi) dibanding air cair pada 4°C. Fenomena kontraintuitif ini terjadi karena konsentrasi ekstrem asam organik dan proton dalam kantong cair mikroskopis antara kristal es.
Peneliti menemukan bahwa siklus berulang pembekuan dan pencairan adalah cara paling efisien melepaskan besi. Setiap siklus membebaskan senyawa organik yang sebelumnya terjebak dalam es, memicu reaksi kimia lebih lanjut. "Saat iklim menghangat, siklus beku-cair menjadi lebih sering. Setiap siklus melepaskan besi dari tanah dan permafrost ke air," kata Angelo Pio Sebaaly, mahasiswa doktoral dan penulis utama.
Salinitas juga berperan: air tawar dan payau mempercepat proses pelarutan, sementara air laut justru menekan pelepasan besi. Ini menjelaskan variasi fenomena di berbagai wilayah Arktik.
Temuan ini menjelaskan mengapa 75 sungai di Brooks Range, Alaska berubah menjadi oranye akibat pencairan permafrost. Sungai-sungai yang berubah warna mengandung konsentrasi besi, aluminium, dan kadmium yang melebihi ambang batas keamanan EPA untuk kehidupan akuatik. Aluminium di beberapa lokasi mencapai hampir lima kali lipat batas aman.
Kontaminasi ini mengancam populasi ikan. Sungai Akillik kehilangan dua spesies ikan, juvenile Dolly Varden dan slimy sculpin, setelah berubah dari jernih pada 2017 menjadi oranye pada 2018. Perubahan ini juga mengancam ketahanan pangan komunitas Pribumi yang bergantung pada penangkapan ikan tradisional.
Hasil penelitian terutama berlaku untuk lingkungan asam seperti drainase tambang, tanah sulfat asam di pantai Baltik, dan debu atmosfer beku. Tim peneliti kini menyelidiki apakah fenomena ini terjadi pada semua jenis es yang mengandung besi, tidak hanya dalam kondisi asam.
