1986 metų rugpjūčio 21-osios naktį Kamerūne, prie Nioso ežero, įvyko viena neįprasčiausių ir mirtiniausių gamtinių nelaimių: beveik 1 800 žmonių žuvo ne nuo ugnikalnio išsiveržimo ar žemės drebėjimo, o nuo nematomo anglies dioksido debesies.
Tūkstančiai gyvulių krito kartu su žmonėmis, o dalis aukų taip ir nepaliko savo namų – dujos užliejo slėnius taip greitai, kad daugelis nesuprato, kas vyksta. Apie šį atvejį pasakoja „ZME Science“.
Tragedijos šaltinis buvo pats ežeras: jo gelmėse ilgus metus kaupėsi ištirpęs anglies dioksidas, kuris vienu metu staiga išsiveržė į paviršių. Tokie reiškiniai vadinami limniniais išsiveržimais – jie reti, bet gali būti pražūtingi.
Nioso ežero istorija parodė, kad mirtinas pavojus kartais slypi ten, kur jo nesitikėtum: ramus, nekrentantis į akis ežeras gali tapti milžinišku dujų „rezervuaru“, o išsilaisvinusios dujos – natūraliu ginklu be jokio įspėjimo.
Mirtina paslaptis po ežero paviršiumi
Nioso ežeras yra vulkaninio kraterio ežeras Kamerūno Oku vulkaniniame lauke. Nors aplinkiniai ugnikalniai laikomi daugiausia neaktyviais, giliai po žeme esanti magma ir toliau išskiria anglies dioksidą.
Šios dujos per žemės plutą patenka į gruntinius vandenis, o vėliau – į ežerą. Ten anglies dioksidas tirpsta vandenyje ir kaupiasi gilesniuose sluoksniuose.
Ežero gylis (apie 208 metrus) sudarė sąlygas didžiuliam dujų kiekiui išlikti ištirpusiam – didelis vandens slėgis tarsi „užrakino“ CO2 prie dugno. Svarbus ir sluoksniavimasis: giluminis vanduo menkai maišėsi su paviršiumi, todėl dujos negalėjo palaipsniui išsisklaidyti.
Mokslininkai šį procesą dažnai aiškina paprastu palyginimu: tai tarsi gazuoto vandens butelis. Kol uždarytas, slėgis laiko dujas ištirpusias, o atidarius – jos staigiai veržiasi lauk burbulais.
Kaip ežeras virto „dujų bomba“
Tiksli nelaimės „kibirkštis“ iki galo neaiški: viena versijų – nuošliauža ar kitas sujudinimas, kuris pakėlė dujomis prisotintą vandenį iš gelmių. Vis dėlto pats mechanizmas, kas vyko toliau, aprašytas gana aiškiai.
Liudininkų pasakojimais paremtoje 1992 metų studijoje minėta, kad neįprasta veikla ežere galėjo būti pastebėta dar rugpjūčio 20 dieną, kai atrodė, jog kyla šiltesnis vanduo. Kitą dieną žmonės kalbėjo apie nedidelį sprogimą, vandens čiurkšles ir baltą „plunksną“, o apie 22 valandą įvyko didesnis sujudimas.
Į paviršių pradėjęs kilti CO2 prisotintas giluminis vanduo pateko į mažesnį slėgį, todėl dujos ėmė virsti burbulais. Burbulai sumažino vandens tankį – tai dar labiau paspartino kilimą ir paskatino dar didesnį dujų išsiskyrimą.
Taip susidarė savotiška grandininė reakcija: kuo daugiau dujų išsilaisvino, tuo greičiau kilo naujos, dar labiau prisotintos vandens masės. Per palyginti trumpą laiką, kaip skaičiuota, į atmosferą išsiveržė apie 1,6 mln. metrinių tonų anglies dioksido.
Nematomas debesis nuvilnijo slėniais
Anglies dioksidas įprastomis koncentracijomis ore nėra pavojingas, tačiau didelė jo koncentracija gali greitai sukelti sąmonės netekimą ir kvėpavimo nepakankamumą – tiek išstumdamas deguonį, tiek tiesiogiai veikdamas organizmą.
Svarbi detalė: CO2 yra sunkesnis už orą. Todėl koncentruotas dujų debesis ne kyla aukštyn ir neišsisklaido, o gali „tekėti“ žemyn ir kauptis žemumose.
Taip nutiko ir prie Nioso ežero – dujos slėniais pasiekė gyvenvietes maždaug iki 25 kilometrų atstumu. Žmonės krito namuose, keliuose ir laukuose, dažnai taip ir nesupratę, kas juos ištiko.
Manoma, kad galutinis aukų skaičius siekė 1 746 žmones. Nelaimė nebuvo visiškai be precedento: 1984 metų rugpjūtį netoliese esančiame Monuno ežere panašus CO2 išsiskyrimas nusinešė 37 gyvybes, tačiau tuomet grėsmės mastas dar nebuvo iki galo suprastas.
Kaip mokslininkai „nukenksmino“ ežerą
Po tragedijos paaiškėjo, kad pavojus niekur nedingo: CO2 ir toliau skverbėsi į ežero gelmes, todėl teoriškai katastrofa galėjo pasikartoti. Reikėjo sprendimo, kaip dujas išleisti saugiai, nelaukiant kito staigaus išsiveržimo.
Buvo pasirinktas inžineriškai paprastas, bet efektyvus būdas: į ežerą įrengti ilgi vamzdžiai, pasiekiantys giliuosius sluoksnius. Jais dujomis prisotintas vanduo kyla į paviršių, slėgis mažėja, CO2 virsta burbulais ir išsiskiria jau kontroliuojamai.
Pirmasis toks degazavimo vamzdis Nioso ežere įrengtas 2001 metais, vėliau atsirado ir daugiau – tarp jų papildomi sprendimai 2011 metais. Panašios sistemos įdiegtos ir Monuno ežere.
2005 metų tyrime vertinta, kad tuomet degazavimas pagerino ežero stabilumą ir sumažino sukauptų dujų kiekį maždaug 12–14 proc., tačiau kartu pabrėžta, kad procesas dar per lėtas ir gali prireikti daugiau pajėgumų. 2020 metais kitas tyrimas skelbė, kad Nioso ežero programa pasiekė pagrindinius tikslus: didžioji dalis CO2 pašalinta, o natūralų dujų „pasipildymą“ jau galima subalansuoti kontroliuojamu išleidimu.
Ežeras saugesnis, bet istorija nepamiršta
Praėjus dešimtmečiams po katastrofos, Nioso ežeras laikomas gerokai saugesniu nei 1986-aisiais, o mokslininkai mano, kad jame nebėra tokio sukaupto CO2 kiekio, kuris sukeltų analogiško masto nelaimę.
Vis dėlto dujos į ežero gelmes ir toliau patenka, todėl degazavimo sistemos veikimas ir stebėsena išlieka svarbūs. Tuo pačiu ši tragedija primena, kad ne visos didžiausios nelaimės prasideda ugnimi ar drebėjimu – kartais jos kyla iš tyliai besikaupiančio, plika akimi nematomo pavojaus.