Umeå universitet

Is löser upp järn snabbare än flytande vatten

Dela

Is kan lösa upp järnmineral mer effektivt än flytande vatten, visar en ny studie från Umeå universitet. Upptäckten kan hjälpa till att förklara varför arktiska vattendrag allt oftare färgas roströda när permafrosten tinar och klimatet blir varmare.

En frusen sjö med snöklädda fjäll i bakgrunden i Stordalen, Abisko.
När is fryser och tinar upprepade gånger startar kemiska reaktioner som kan få stora konsekvenser för ekosystemen. Bilden är tagen i Stordalen, Abisko. Foto: Jean-François Boily

Studien, som nyligen publicerats i den vetenskapliga tidskriften PNAS, visar att tio grader kall is frigör mer järn från vanliga mineraler än vad fyragradigt vatten gör – något som förändrar den sedan länge vedertagna uppfattningen att frusna miljöer saktar ner kemiska reaktioner.

– Det kan låta motsägelsefullt, men is är inte en passiv frusen massa. När vatten fryser bildas mikroskopiska fickor av vätska mellan iskristallerna. De fungerar som kemiska reaktorer där lösta ämnen koncentreras och blir extremt sura. Det gör att de kan reagera med järnmineral även vid så låga temperaturer som minus 30 grader, säger Jean-François Boily, professor vid Umeå universitet och medförfattare till studien.

Frigör organiska ämnen

För att förstå processen studerade forskarna goethit, ett vanligt järnoxidmineral, tillsammans med en naturligt förekommande organisk syra, med hjälp av avancerad mikroskopi och experiment.

De upptäckte att när is fryser och tinar upprepade gånger löses järnet upp mer effektivt. Frys-tö-cyklerna frigör organiska ämnen som tidigare varit instängda i isen, vilket driver på fortsatta kemiska reaktioner. Salthalten spelar också en avgörande roll: sötvatten och bräckt vatten påskyndar upplösningen, medan havsvatten kan hämma den.

Från gruvor till atmosfären

Resultaten gäller framför allt i sura miljöer – som vid gruvvatten, i fruset stoft i atmosfären, i sura sulfatjordar längs Östersjökusten eller i andra frusna miljöer där järnmineral möter organiska syror. Nästa steg är att ta reda på om samma sak också gäller i all järnhaltig is. Det är något som den pågående forskningen i Boilys laboratorium snart kan ge svar på.

– När klimatet blir varmare ökar frekvensen av frys-tö-cykler. Varje cykel frigör järn från jordar och permafrost till vattendragen. Det kan påverka både vattenkvalitet och ekosystem i stora områden, säger Angelo Sebaaly, doktorand och förstaförfattare till studien.

Resultaten visar att is inte bara är ett passivt lagringsmedium, utan en aktiv spelare i miljökemiska processer. När perioder av frysning och upptining blir vanligare i polar- och bergsområden kan det få stora konsekvenser för ekosystemen och hur olika ämnen cirkulerar i naturen.

Om den vetenskapliga artikeln

Angelo P. Sebaaly, Frank van Rijn, Khalil Hanna och Jean-François Boily. Ice as a kinetic and mechanistic driver of oxalate-promoted iron oxyhydroxide dissolution. Proceedings of the National Academy of Sciences. 26 augusti 2025.

Läs hela artikeln

Kontakter

Bilder

En frusen sjö med snöklädda fjäll i bakgrunden i Stordalen, Abisko.
När is fryser och tinar upprepade gånger startar kemiska reaktioner som kan få stora konsekvenser för ekosystemen. Bilden är tagen i Stordalen, Abisko.
Foto: Jean-François Boily
Ladda ned bild
En snötäckt landskap med fjäll i bakgrunden. Vattendrag färgade roströda syns i förgrunden.
När permafrosten tinar frigörs järn som färgar vattendragen roströda.
Foto: Jean-François Boily
Ladda ned bild
Jean-François Boily, professor vid Kemiska institutionen, Umeå universitet.
Jean-François Boily, professor vid Kemiska institutionen, Umeå universitet.
Foto: Åsa Boily
Ladda ned bild
Angelo Sebaaly, doktorand vid Kemiska institutionen, Umeå universitet.
Angelo Sebaaly, doktorand vid Kemiska institutionen, Umeå universitet.
Foto: Giacomo Gorza
Ladda ned bild

Länkar

Om oss

Umeå universitet är ett bredduniversitet och ett av Sveriges största lärosäten med över 41 500 studenter och omkring 4 600 medarbetare. Här finns en mångfald av utbildningar av hög kvalitet och forskning inom alla vetenskapsområden samt det konstnärliga området. Universitetet erbjuder en undervisnings- och forskningsmiljö av världsklass och bidrar med kunskap av global betydelse. Här gjordes den banbrytande upptäckten av gensaxen CRISPR-Cas9 som tilldelats Nobelpriset i kemi. Vid Umeå universitet är allt nära. Våra sammanhållna campus gör det lätt att mötas, samarbeta och utbyta kunskap, något som gynnar en dynamisk och öppen kultur.

Följ Umeå universitet

Abonnera på våra pressmeddelanden. Endast mejladress behövs och den används bara här. Du kan avanmäla dig när som helst.

Senaste pressmeddelandena från Umeå universitet

Ny fas 2-studie ger lovande resultat för flera typer av ALS6.12.2025 00:05:00 CET | Pressmeddelande

En internationell experimentell läkemedelsprövning med stark svensk medverkan visar gynnsam effekt. Läkemedlet är en monoklonal antikropp riktad mot felveckat SOD1-protein men har effekt även på patienter med så kallad sporadisk ALS och inte enbart på patienter med ALS-sjukdom till följd av en genförändring i SOD1-genen. Resultaten styrker teorin om att felveckat SOD1-protein i nervsystemet även bidrar till nedbrytning av nervceller hos patienter med sporadisk ALS-sjukdom.

I vårt pressrum kan du läsa de senaste pressmeddelandena, få tillgång till pressmaterial och hitta kontaktinformation.

Besök vårt pressrum
World GlobeA line styled icon from Orion Icon Library.HiddenA line styled icon from Orion Icon Library.Eye