อะไรทำให้ทะเลสาบ 'นักฆ่า' ระเบิด?

เรากำลังพูดถึงการปะทุของลิมนิก การปะทุของลิมนิกคือสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อก๊าซร้ายแรง (เช่น CO2) ระเบิดออกจากทะเลสาบภูเขาไฟ บางครั้งการสังหารเกิดขึ้นในหลาย ๆ ด้าน เช่นเดียวกับเมฆที่ร้ายแรงทำให้มนุษย์และสัตว์หายใจไม่ออกการแทนที่ของน้ำอย่างกะทันหันอาจก่อให้เกิดคลื่นสึนามิ การรวมกันของเหตุการณ์ที่แน่นอนนั้นคร่าชีวิตผู้คนไปมากกว่า 1,700คนในวันฤดูร้อนที่น่ากลัวในปี 1986 ในประเทศแคเมอรูนตะวันตกของแอฟริกา และตอนนี้นักวิทยาศาสตร์สงสัยว่าการปะทุของแขนขาที่ใหญ่กว่านี้กำลังเกิดขึ้นหรือไม่

สูตรสำหรับปัญหา

แรงดันน้ำเพิ่มขึ้นตามความลึก นั่นเป็นเหตุผลที่นักดำน้ำลึกไม่สามารถลงไปใต้ผิวน้ำได้ไกลเกินไปหากไม่มีอุปกรณ์ที่เหมาะสม " Hydrostatic pressure " เป็นชื่อเรียกของแรงที่กระทำต่อวัตถุที่จมอยู่ใต้น้ำโดยน้ำหนักของของเหลวทั้งหมดที่อยู่ด้านบน โดยปกติความดันนี้จะทวีความรุนแรงขึ้น 14.5 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว (หรือ 99.9 กิโลปาสคาล) สำหรับน้ำทุกๆ 34 ฟุต (10 เมตร)

ก๊าซละลายได้ง่ายกว่าในน้ำเย็นและแรงดันสูง ในนั้นเป็นกุญแจสำคัญในการปะทุของลิมนิก การปะทุดังกล่าวสามารถเกิดขึ้นได้เฉพาะในแหล่งน้ำลึกที่มีแรงดันน้ำมากที่ด้านล่าง นอกจากนี้ยังต้องมีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญทั้งความดันและอุณหภูมิระหว่างน้ำผิวดินและระดับความลึกที่ต่ำกว่า (อย่างหลังจะหนาวกว่านี้มาก)

การแบ่งชั้นจะทำหน้าที่เหมือนอุปสรรคทำให้ก๊าซที่ละลายนั้นถูกกักขังอยู่ที่ก้นทะเลสาบซึ่งไม่สามารถกดดันและหลบหนีขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศได้ เนื่องจากมันถูกกักไว้ก๊าซที่ละลายแล้วจึงสะสมในปริมาณมหาศาลและอาจถึงตายได้ การระเบิดเป็นไปไม่ได้ในทะเลสาบที่ระดับน้ำด้านล่างและด้านบนประสานกันเป็นประจำ

และในขณะที่เราอยู่ในหัวข้อนี้น้ำก็ต้องการก๊าซที่ละลายน้ำได้สูงเช่นคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) หรือมีเทนอย่างต่อเนื่อง นั่นคือจุดที่ภูเขาไฟเข้ามาในพื้นที่ที่มีภูเขาไฟที่ยังคุกรุ่นอยู่หินหนืดที่ถูกฝังอยู่มีแนวโน้มที่จะส่งก๊าซมีเทน CO2 และก๊าซอื่น ๆ ไหลซึมผ่านส่วนบาง ๆ ของเปลือกโลก หากทะเลสาบอยู่เหนือศีรษะก๊าซอาจไหลผ่านลงไปในน้ำโดยเดินทางโดยช่องระบายอากาศของภูเขาไฟและเส้นทางอื่น ๆ

ขึ้นจากความลึก

ที่นำเราไปสู่ทะเลสาบ Nyos และทะเลสาบ Monoun ทั้งสองตั้งอยู่ในเขตภูเขาไฟในแคเมอรูน พื้นทะเลสาบทั้งสองมีก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์มากเกินไปซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดของหินหนืด เมื่อวันที่ 15 สิงหาคม พ.ศ. 2527 น้ำลึกบางส่วนในโมนูนซึ่งเต็มไปด้วยก๊าซที่ละลายน้ำได้ลอยขึ้นสู่ผิวน้ำ ไม่มีใครรู้ว่าทำไมถึงเกิดขึ้น เป็นไปได้ว่าฝนตกหนักและแผ่นดินไหวหรือดินถล่มทำให้น้ำบางส่วนของทะเลสาบเคลื่อนไป โดยไม่คำนึงถึงขณะที่น้ำเพิ่มขึ้น CO2 ที่ละลายอยู่ภายในจะถูกกดดันและก่อตัวเป็นฟอง ฟองอากาศเหล่านั้นทำให้น้ำไหลขึ้นสู่ด้านบนของทะเลสาบมากขึ้นส่งผลให้เกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่มีกลิ่นเหม็นมาก

ภายใต้สถานการณ์ที่ไม่ถูกต้องก๊าซนี้เป็นอันตรายอย่างยิ่งต่อผู้คน CO2 จำนวนมากเกาะติดกับพื้นและเคลื่อนย้ายออกซิเจนซึ่งอาจทำให้เสียชีวิตได้ด้วยการขาดอากาศหายใจ ในวันที่เลวร้ายนั้นในปี 1984 มีมนุษย์ไม่น้อยกว่า 37 คนเสียชีวิตอันเป็นผลโดยตรงจาก CO2 Monoun ทั้งหมดก็หลุดลอยไป

เพียงสองปีต่อมาเมื่อวันที่ 21 สิงหาคม 1986, ทะเลสาบ Nyos ประสบการณ์ปะทุ limnic ของตัวเอง อีกครั้งมีการเปลี่ยนแปลงอย่างฉับพลันอย่างลึกลับของน้ำที่รับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากความลึกที่เย็นจัดและมีแรงดันสูง แต่คราวนี้จำนวนร่างกายสูงขึ้นมาก: ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากภัยพิบัติที่ทะเลสาบ Nyos คร่าชีวิตผู้คนไปประมาณ 1,746 คนและสัตว์เลี้ยงมากกว่า 3,500 ตัว ที่ไหนสักแห่งในสนามเบสบอล 330,000 1.7 ล้านตัน (300,000 1.6 ล้านตัน) ของก๊าซ CO2 ออกมาจากน้ำที่มีพลังมากพอที่จะตั้งปิด 65.6 ฟุต (20 เมตร) คลื่นสึนามิ

มาที่ทะเลสาบใกล้คุณหรือไม่?

หากคุณกังวลเกี่ยวกับการปะทุของนักฆ่าที่เกิดขึ้นในทะเลสาบสุพีเรียร์หรือล็อกเนสส์ศาสตราจารย์Youxue Zhangจากมหาวิทยาลัยมิชิแกนกล่าวว่าคุณไม่ควรเป็นเช่นนั้น การปะทุของลิมนิกสองครั้งล่าสุดคือความหายนะของ Lake Nyos และ Lake Monoun ที่เราเพิ่งอธิบายไป แหล่งน้ำทั้งสองแห่งตั้งอยู่เหนือเส้นศูนย์สูตรซึ่งมีแนวโน้มที่จะอบอุ่นตลอดทั้งปี

ไม่มีทางที่จะเกิดการปะทุของหินปูนในแหล่งน้ำพอสมควร ในสถานที่ที่อุณหภูมิตามฤดูกาลแปรปรวนอย่างรุนแรง (เช่นเกรตเลกส์ ) พื้นผิวทะเลสาบมักจะเย็นลงทำให้น้ำในระดับนั้นจมลงและสลับที่กับชั้นของน้ำที่อยู่ข้างใต้ "ทะเลสาบในเขตหนาวมีการหมุนเวียนของน้ำทุกปี [ดังนั้น] จึงไม่คาดว่าก๊าซใด ๆ จะสามารถสะสมในน้ำก้นทะเลสาบได้" Zhang กล่าวทางอีเมล "หากไม่มีการสะสมของก๊าซ [ละลาย] ก็จะไม่มีการปะทุของทะเลสาบ"

อย่างไรก็ตาม Zhang และเพื่อนร่วมงานหลายคนมีความสนใจอย่างมากในทะเลสาบ Kivuซึ่งมีพื้นที่ 1,042 ตารางไมล์ (2,700 ตารางกิโลเมตร) ซึ่งเป็นสถานที่พักผ่อนที่กำลังจะมาถึงชายแดนรวันดาและสาธารณรัฐประชาธิปไตยคองโก ทำไม? เนื่องจากดูเหมือนว่าจะมีเกณฑ์ที่จำเป็นทั้งหมดสำหรับการปะทุของลิมนิคขนาดมหึมาอย่างแท้จริง

มีก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ละลายอยู่ประมาณ 10.5 พันล้านลูกบาศก์ฟุต (300 ล้านลูกบาศก์เมตร) และมีเทน 2.1 พันล้านลูกบาศก์ฟุต (60 ล้านลูกบาศก์เมตร) ที่ซุ่มซ่อนอยู่ใกล้ด้านล่าง หากก๊าซเหล่านั้นจะระเบิดจากพื้นผิวของทะเลสาบผู้คน 2 ล้านคนที่อาศัยอยู่รอบ Kivu อาจพบว่าตัวเองตกอยู่ในอันตราย

ทางออกหนึ่งที่เป็นไปได้: เก็บเกี่ยวก๊าซเหล่านั้นเป็นแหล่งพลังงานที่เป็นไปได้โดยเรือสกัด KivuWatt เป็นสิ่งอำนวยความสะดวกที่ไม่เหมือนใครมูลค่า 200 ล้านดอลลาร์ที่ใช้เรือนอกชายฝั่งเพื่อดึงน้ำจากทะเลสาบ จากนั้นดูดก๊าซมีเทนออกและส่งไปยังโรงไฟฟ้าที่ผลิตกระแสไฟฟ้าให้กับพื้นที่ เมื่อชีวิตจะช่วยให้คุณมะนาวทำให้มันกลายเป็นกระแสไฟฟ้า

ตอนนี้ที่น่าสนใจ

ก่อนประวัติศาสตร์? มีซากปลาสัตว์เลื้อยคลานนกและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่ได้รับการอนุรักษ์ไว้เป็นอย่างดีที่Messel Pit Fossil Siteในเยอรมนี โครงกระดูกจำนวนมากมาพร้อมกับขนนกหรือขนาดที่ละเอียดดังนั้นสัตว์เหล่านี้อาจตายอย่างรวดเร็วและสามารถหลีกเลี่ยงสัตว์กินของเน่าได้ ตามสมมติฐานหนึ่งนั่นเป็นเพราะสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ถูกฆ่าตายจากการปะทุของลิมนิก