Наводнения и лесные пожары попадают в новости с удручающей регулярностью. Но сегодня мы рассмотрим другое стихийное бедствие; тот, который не был задокументирован более трех десятилетий. Каким бы редким оно ни было, к этому явлению не следует относиться легкомысленно, поскольку оно может уничтожить целые сообщества практически без предупреждения.
Мы говорим о лимническом извержении. Лимническое извержение - это то, что происходит, когда смертоносные газы (например, CO2) выбрасываются из вулканических озер. Иногда бойня разворачивается на нескольких фронтах. Подобно тому, как смертоносные облака душит людей и животных, резкое перемещение воды может вызвать цунами. Это точное сочетание событий унесло жизни более 1700 человек мрачным летним днем 1986 года в западноафриканской стране Камерун. И теперь ученые задаются вопросом, не готовится ли еще более мощное лимническое извержение.
Рецепт неприятностей
Давление воды увеличивается с глубиной; вот почему аквалангисты не могут рисковать слишком глубоко под водой без подходящего снаряжения. «Гидростатическим давлением» называется сила, с которой на погруженный объект действует вес всей жидкости над ним. Обычно это давление увеличивается на 14,5 фунтов на квадратный дюйм (или 99,9 кПа) на каждые 34 фута (10 метров) воды.
Газы легче растворяются в холодной воде под высоким давлением. В этом ключ к лимническим извержениям. Такие выбросы могут происходить только в глубоких водоемах с большим гидростатическим давлением на дне. Также должна быть значительная разница как в давлении, так и в температуре между поверхностными водами и более низкими глубинами. (Последнее будет намного холоднее.)
Расслоение будет действовать как барьер, удерживая растворенный газ на дне озера, где он не может разгерметизироваться и затем выйти в атмосферу. Поскольку он находится в ловушке, растворенный газ накапливается в огромных и потенциально смертельных количествах. Взрывы невозможны в озерах, нижний и верхний уровни воды которых регулярно перемешиваются.
И пока мы говорим об этом, вода нуждается в постоянной подаче легко растворимого газа, такого как углекислый газ (CO2) или метан. Вот тут-то и появляется вулканизм. В местах с действующими вулканами погребенная магма может выбрасывать метан, CO2 и другие газы, просачивающиеся через тонкие участки земной коры. Если озеро находится над головой, газ может попасть прямо в воду, путешествуя по вулканическим жерлам и другим путям.
Вверх из глубин
Это приводит нас к озерам Ньос и Монун. Оба они расположены в вулканическом поле в Камеруне. Дно обоих озер перенасыщено углекислым газом, который выбрасывается нижележащей магмой. 15 августа 1984 г. часть глубоких вод Монуна, насыщенных растворенным газом, поднялась на поверхность. Никто не знает, почему это произошло; возможно, что проливные дожди, землетрясение или оползень вытеснили часть донной воды озера. Несмотря на это, по мере того, как вода поднималась, растворенный CO2, скрывающийся внутри нее, разгерметизировался и образовывал пузыри. Эти пузыри подняли еще больше воды на вершину озера, в результате чего образовалось огромное зловонное облако углекислого газа.
При неправильном стечении обстоятельств этот газ чрезвычайно опасен для людей. Большое количество CO2 прилипает к земле и вытесняет кислород, что может привести к смерти от удушья. В тот ужасный день в 1984 году не менее 37 человек погибли в результате внезапного выброса мононуна CO2.
Всего два года спустя, 21 августа 1986 года, на озере Ниос произошло собственное лимническое извержение. И снова произошел внезапный таинственный выброс воды, насыщенной углекислым газом, из его холодных глубин под высоким давлением. Но на этот раз количество погибших было намного выше: углекислый газ в результате катастрофы на озере Ниос убил около 1 746 человек и более 3 500 домашних животных. Примерно от 330 000 до 1,7 миллиона тонн (от 300 000 до 1,6 миллиона метрических тонн) газа CO2 вырвался из воды с достаточной силой, чтобы вызвать 65,6-футовое (20-метровое) цунами.
Собираетесь на озеро рядом с вами?
Если вы беспокоитесь об убийственном лимническом извержении озера Верхнее или озера Лох-Несс, профессор геолого-геофизических исследований Мичиганского университета Юсюэ Чжан говорит, что вам не следует этого опасаться. Двумя последними лимническими извержениями были катаклизмы озера Ньос и озера Монун, которые мы только что описали. Оба водоема расположены чуть выше экватора, где тепло круглый год.
Лимническое извержение просто невозможно в водоеме с умеренным климатом. В местах, где сезонные температуры сильно различаются (например, в Великих озерах), поверхности озер часто остывают, в результате чего вода на этом уровне опускается и меняет местами слои воды под ней.«В озерах умеренного пояса ежегодно происходит оборот, [поэтому] не ожидается, что какой-либо газ сможет накапливаться в донной воде озера», - говорит Чжан по электронной почте. «Без накопления [растворенного] газа не было бы извержений озер».
Тем не менее, Чжан и многие его коллеги проявляют здоровый интерес к озеру Киву, перспективному месту отдыха на границе с Руандой площадью 1042 квадратных мили (2700 квадратных километров). и Демократическая Республика Конго. Почему? Потому что, кажется, у него есть все необходимые критерии для действительно колоссального лимнического извержения.
Около дна скрывается около 10,5 миллиардов кубических футов (300 миллионов кубических метров) растворенного CO2 и 2,1 миллиарда кубических футов (60 миллионов кубических метров) метана. Если эти газы вырвутся с поверхности озера, 2 миллиона человек, живущих вокруг Киву, могут оказаться в опасности.
Одно из возможных решений: собрать те самые газы в качестве возможного источника энергии с помощью экстракционной баржи. KivuWatt - это единственный в своем роде объект стоимостью 200 миллионов долларов, который использует морскую баржу для забора воды из озера. Затем он откачивает метан и отправляет его на электростанцию, вырабатывающую электроэнергию для этого района. Когда жизнь дает тебе лимоны, превращай их в электричество.
Интересно
Доисторический прецедент? На месте окаменелостей Мессельской ямы в Германии есть несколько хорошо сохранившихся рыб, рептилий, птиц и млекопитающих. Многие скелеты имеют детальные отпечатки перьев или чешуи, поэтому животные, вероятно, быстро умерли и сумели избежать встречи с падальщиками. Согласно одной из гипотез, это произошло потому, что эти существа были убиты серией лимнических извержений.
Часто задаваемые вопросы
Что означает лимническое извержение?
Лимническое извержение - это внезапный выброс большого количества углекислого газа из глубоководных озер.