21 серпня 1986 року на озері Ніос на північному заході Камеруну сталося лімнологічне виверження, внаслідок якого загинуло 1746 людей та 3500 голів худоби.

Виверження призвело до раптового викиду близько 100 000–300 000 тонн вуглекислого газу. Хмара газу спочатку піднімалася зі швидкістю майже 100 км/год (28 м/с), а потім, бувши важчою за повітря, опустилася на довколишні села, задушивши людей та інших тварин у радіусі 25 км від озера.

З того часу на озері було встановлено систему дегазації, яка має на меті знизити концентрацію CO2 у воді й, як наслідок, зменшити ризик повторних вивержень. Разом із катастрофою на , що сталася двома роками раніше, це одне з усього двох зафіксованих лімнологічних вивержень у сучасній історії людстваOhba, Takeshi, et al. "A Depression Containing CO2-Enriched Water at the Bottom of Lake Monoun, Cameroon, and Implications for the 1984 Limnic Eruption." Frontiers in Earth Science, vol. 10, May 2022, p. 766791. DOI.org (Crossref), https://doi.org/10.3389/feart.2022.766791. .

Виверження і випуск газу

Що спровокувало катастрофічне виділення газу, невідомо. Більшість геологів звинувачують зсув, але деякі вважають, що на дні озера могло статися невелике виверження вулкана. Третя ймовірність полягає в тому, що перевертання шарів води викликав холодний дощ, який пройшов з одного боку озера.

Інші вчені стверджують, що для початку цієї події взагалі не знадобився зовнішній вплив. Горизонтальне нашарування зумовлене диференціальною дифузією CO2 та тепла, але, на відміну від солі (яка стабілізує термогалінну стратифікацію океанів), вуглекислий газ має розчинність, обмежену температурою, що робить стратифікацію внутрішньо нестабільною. Таким чином, немає навіть потреби в зовнішньому тригері (зсуві, землетрусі чи сильному дощі), щоб порушити стратифікацію озера. Щойно бульбашки CO2 утворюються в насиченому шарі озерної води, вони піднімаються та ростуть, тягнучи за собою глибшу воду, що стає доступною для подальшого розчинення газу. Це підживлює процес ланцюгової реакції: все озеро перевертається через висхідний стовп бульбашок, що спливають та розширюються.

Ця подія призвела до того, що глибинна вода швидко змішалася з верхніми шарами озера, де внаслідок зниженого тиску накопичений CO2 почав бурхливо виділятися з розчину, спінюючись, подібно до кипіння.

За оцінками, виділилося близько 1,2 км3 газу. Вода озера, зазвичай блакитна вода озера після виверження набула глибокого червоного кольору через те, що багата на залізо вода з глибин піднялася на поверхню і окислилася на повітрі. Рівень води озера впав приблизно на метр, а дерева на берегах повалило.

Спираючись на знайдені докази, вчені дійшли висновку, що на поверхні озера утворився 100-метровий стовп води та піни, який породив хвилю заввишки щонайменше 25 метрів, що змила один із берегів.

Оскільки вуглекислий газ на 50% густіший за повітря, хмара притиснулася до землі й рушила вниз по долинах, де розташовувалися села. Газова маса мала товщину близько 50 метрів і рухалася вниз зі швидкістю 20–50 км/год. На відстані приблизно 23 км концентрація газу в хмарі була достатньо високою, щоб задушити уві сні багатьох людей в селах Ніос, Кам, Ча та Субум. Близько 4 000 жителів встигли втекти, але у багатьох із них через вплив газової хмари розвинулися проблеми з диханням, виразки на шкіри та параліч.

Існує ймовірність, що разом із CO2 виділилися й інші вулканічні гази, оскільки деякі вцілілі повідомляли про запах пороху або тухлих яєць, що вказує на присутність, відповідно, діоксиду сірки та сульфіду водню в концентраціях, вищих за . Проте в пробах озерної води було виявлено лише CO2, що свідчить про те, що цей газ переважав серед викиду і, як наслідок, став головною причиною катастрофи.

Наслідки для виживших

Репортери, які прибули в цей район, порівняли побачене з наслідками вибуху нейтронної бомби Один із уцілілих, Джозеф Нквайн із Субума, розповів про те, що відчув, коли отямився після газового удару:

Після виверження багатьох постраждалих лікували в головній лікарні столиці країни, Яунде. Спочатку припускали, що багато жертв отруїлися газами на основі сірки. Отруєння такими газами мало б призвести до пекучого болю в очах і носі, кашлю та асфіксії. Проте інтерв'ю з тими, хто вижив, а також патологоанатомічні дослідження показали, що жертви швидко втрачали свідомість, а причиною смерті стала асфіксія, викликана саме вуглекислим газом. У несмертельних концентраціях CO2 може викликати сенсорні галюцинації, через що багатьом людям, які зазнали його впливу, ввижався запах сірчаних сполук. Ураження шкіри, виявлені у вцілілих, виявилися пролежнями від тривалого нерухомого лежання, а в кількох випадках — наслідком контакту з джерелом тепла. Водночас жодних доказів хімічних чи термічних опіків від впливу гарячих газів виявлено не було.

Дегазація

Масштаби катастрофи підштовхнули до проведення досліджень щодо того, як запобігти її повторенню. Кілька дослідників запропонували встановити дегазаційні колони на плотах посеред озера.

Принцип їхньої роботи полягає в повільному виведенні CO2 шляхом підняття сильно насиченої газом води з дна озера через трубу. Спочатку для цього використовують насос, але лише доти, доки виділення газу всередині труби не почне природним чином піднімати стовп киплячої води, роблять процес самопідтримуваним.

Починаючи з 1995 року, були успішно проведені дослідження життєздатності цього методу, а у 2001 році на озері встановили першу постійну дегазаційну трубу. Ще дві додаткові труби змонтували у 2011 році. У 2019 році було визначено, що дегазація досягла практично стабільного стану, і що навіть одна з установлених труб зможе самостійно підтримувати процес дегазації в майбутньому, нескінченно довго зберігаючи концентрацію вуглекислого газу на безпечному рівні без потреби в зовнішньому джерелі енергії.

Аналогічна загроза на озері Ківу

Після катастрофи на Ніосі науковці дослідили інші африканські водойми, щоб з'ясувати, чи може подібне явище повторитися в іншому місці. У 2005 році було виявлено, що озеро Ківу в Демократичній Республіці Конго, яке у 2000 разів більше за Ніос, також є перенасиченим газом. Геологи знайшли докази того, що викиди газу навколо цього озера відбувалися приблизно кожні тисячу років..

Проте дослідження, проведене у 2018 році й опубліковане у 2020 році, виявило недоліки в роботі 2005 року. Серед них — можлива похибка при переведенні концентрацій у парціальний тиск, що призвело до завищення показників концентрації газу, або ж проблема з калібруванням датчиків високого тиску. Дослідження 2020 року показало: якщо врахувати ці помилки, то ризик виверження газу на озері Ківу з часом, схоже, не зростає.

У масовій культурі

У документальному фільмі «» (, 2006) журналіст посилається на катастрофу на озері Ніос, щоб пояснити, як біблійні кари (такі як перетворення води в річці Ніл на «кров», масова загибель худоби, поява чиряків та смерть первістків) могли бути наслідком Мінойського виверження на Санторіні приблизно у 1600 році до н. е. Якобович припустив, що Вихід міг збігтися за часом із виверженням на Санторіні, стверджуючи, що сейсмічна активність могла спровокувати події, описані в біблійній оповіді, зокрема кари та . Він також висловив думку, що водойма, названа в Біблії «Червоним морем», насправді могла бути прісноводним озером поблизу сучасного міста Ісмаїлія. Його теорії розкритикував археолог , який поскаржився на подання своїх досліджень у спотвореному вигляді й наголосив на відсутності жодних археологічних доказів існування ізраїльтян до залізної доби.

Примітки