Jezioro Nyos w Kamerunie oraz jezioro Kivu na granicy Rwandy i Demokratycznej Republiki Konga są jednymi z nielicznych zbiorników na świecie, gdzie w głębokiej wodzie mogą gromadzić się niebezpieczne ilości dwutlenku węgla. W 1986 roku nagłe uwolnienie gazu doprowadziło do śmierci 1746 osób i tysięcy zwierząt. Od ponad dwóch dekad naukowcy kontrolują poziom CO₂ w jeziorze za pomocą specjalnych rur odgazowujących. Podobne zagrożenie występuje także w innych głębokich jeziorach położonych na obszarach aktywności wulkanicznej.

Dwutlenek węgla zgromadził się w głębinach

Nyos znajduje się w północno-zachodniej części Kamerunu, na obszarze tzw. kameruńskiej linii wulkanicznej. Dwutlenek węgla dostaje się do jeziora z głębszych warstw podłoża i rozpuszcza się w wodzie. Warunki panujące w zbiorniku sprzyjają jego gromadzeniu. Głębokie warstwy wody słabo mieszają się z warstwami przypowieszchniowymi, dlatego gaz może pozostawać uwięziony na dużej głębokości przez wiele lat. Badania wskazują, że właśnie taka stabilna, warstwowa struktura wody jest jednym z warunków umożliwiających stopniowe zwiększanie stężenia CO₂. 

Erupcja Etny a cele klimatyczne UE. Czy wulkany mogą emitować więcej, niż działalność człowieka?

Katastrofa w 1986 roku

Do tzw. erupcji limnicznej doszło w nocy z 21 na 22 sierpnia 1986 roku. Duża ilość dwutlenku węgla wydostała się z jeziora i zaczęła przemieszczać się w kierunku położonych niżej terenów. CO₂ jest cięższy od powietrza, dlatego przy odpowiednio wysokim stężeniu może gromadzić się przy powierzchni ziemi i wypierać tlen.

W okolicznych miejscowościach ludzie i zwierzęta tracili przytomność, co doprowadziło ostatecznie do śmierci 1746 osób oraz około 3500 zwierząt gospodarskich. Według szacunków do atmosfery mogło zostać uwolnione około 1 km³ dwutlenku węgla. Zdarzenie to zwróciło uwagę naukowców na rzadkie zjawisko, które wcześniej było słabo rozpoznane.

Problem nie zakończył się po uwolnieniu gazu

Po katastrofie badacze stwierdzili, że CO₂ nadal przedostaje się do jeziora z podłoża. Oznaczało to, że po jednorazowym uwolnieniu gazu jego stężenie ponownie będzie stopniowo rosło. Dlatego konieczne stało się regularne monitorowanie składu chemicznego wody oraz opracowanie sposobu kontrolowanego usuwania dwutlenku węgla.

Pierwszą instalację odgazowującą uruchomiono w Nyos w 2001 roku, a w 2011 roku system rozbudowano o kolejne rury. Konstrukcje pobierają wodę z głębokich warstw jeziora, gdzie znajduje się dużo rozpuszczonego CO₂. Po wydostaniu się na powierzchnię, w warunkach niższego ciśnienia, gaz uwalnia się z wody. Badania prowadzone przez lata po uruchomieniu instalacji wykazały wyraźne zmniejszenie ilości CO₂ zgromadzonego w jeziorze. Jednocześnie naukowcy podkreślają, że naturalny dopływ gazu z podłoża trwa nadal.

Podobne incydenty w innych zbiornikach

Nyos nie jest jedynym jeziorem w tym regionie, w którym doszło do gwałtownego uwolnienia gazów. 15 sierpnia 1984 roku podobne zjawisko wystąpiło w jeziorze Monoun, również w Kamerunie. W wyniku erupcji limnicznej zginęło 37 osób. Badania wykazały, że w głębokiej wodzie jeziora gromadził się przede wszystkim dwutlenek węgla pochodzący z procesów wulkanicznych. W przypadku Monoun uwolnienie gazu mogło zostać wywołane zaburzeniem warstw wody, związanym m.in. z osunięciem materiału ze zbocza krateru. Podobnie jak w przypadku jeziora Nyos, także w Monoun zainstalowano system kontrolowanego odgazowywania. 

Znacznie większym i bardziej złożonym przypadkiem jest jezioro Kivu, położone na granicy Rwandy i Demokratycznej Republiki Konga. W jego głębinach znajdują się duże ilości dwutlenku węgla oraz metanu. Według danych cytowanych przez magazyn Nature jezioro zawiera około 300 km³ rozpuszczonego CO₂ i 60 km³ metanu. W przypadku gwałtownego zaburzenia struktury zbiornika mogłoby dojść do erupcji limnicznej. Kivu różni się jednak od Nyos – duże znaczenie ma w nim metan, którego część jest już wydobywana i wykorzystywana do produkcji energii elektrycznej.

Naukowcy wskazują również na jezioro Albano we Włoszech. Znajduje się ono w regionie aktywności wulkanicznej i jest wymieniane wśród zbiorników, w których możliwe jest gromadzenie gazów pochodzenia wulkanicznego.

CO₂ pod kontrolą

Naukowcy podkreślają, że dwutlenek węgla nie jest wyłącznie gazem emitowanym podczas spalania paliw kopalnych, ale powstaje także w naturalnych procesach geologicznych i biologicznych.

Przypadek Nyos i Monoun sprawił również, że większą uwagę zwrócono na inne głębokie jeziora położone w rejonach aktywności wulkanicznej. Takie zbiorniki są rzadkie, a ich monitoring pozwala obserwować zmiany stężenia gazów i struktury wody oraz oceniać potencjalne zagrożenia dla klimatu, środowiska oraz ludzkiego zdrowia.

Zobacz też: Strefy suche mogą zająć 40% lądów. Reakcja roślin na CO₂ łagodzi prognozy klimatyczne

Źródła: Science Direct, USGS

Fot: Canva

Artykuł stanowi utwór w rozumieniu Ustawy 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych. Wszelkie prawa autorskie przysługują swiatoze.pl. Dalsze rozpowszechnianie utworu możliwe tylko za zgodą redakcji.