В северо-западной части Камеруна среди зелёных склонов находится глубокое кратерное озеро. Его поверхность выглядит спокойной, а окружающий пейзаж не напоминает место одной из самых необычных природных катастроф XX века. Вечером 21 августа 1986 года из глубины озера Ньос внезапно выделилось огромное количество углекислого газа. Невидимое облако распространилось по окружающим долинам и достигло нескольких населённых пунктов. Погибли примерно 1700 человек и тысячи домашних животных. Многие жертвы не успели понять, что происходит: не было потока лавы, большого пожара или землетрясения, которое предупредило бы об опасности. Событие иногда называют взрывом озера. Но вода не взорвалась в обычном смысле. Произошёл редкий массовый выброс растворённого газа, известный как лимническое извержение. Где находится озеро Ньос Озеро Ньос расположено в Камерунской вулканической линии — регионе, в котором находятся вулканические образования разного возраста. Оно заполняет кратер, сформировавшийся в результате давней вулканической активности. Озеро сравнительно небольшое по площади, но имеет значительную глубину. Именно глубина и особенности перемешивания воды создали условия для накопления газа. Наличие вулканического происхождения не означает, что из озера должна подниматься лава. Во время катастрофы 1986 года главным источником опасности стал не расплавленный камень, а углекислый газ. Газ поступал в глубинные воды из земных недр, связанных с вулканической системой региона. Он постепенно растворялся в воде и долгое время оставался почти незаметным с поверхности. Как углекислый газ оказался в воде Углекислый газ может растворяться в воде. Чем выше давление, тем больше газа способна удерживать жидкость при подходящих условиях. На дне глубокого озера давление значительно выше, чем возле поверхности. Холодная глубинная вода могла накапливать поступавший снизу углекислый газ. Ситуацию можно приблизительно сравнить с закрытой бутылкой газированного напитка. Пока бутылка закрыта, давление удерживает газ растворённым. После открытия давление снижается, и в жидкости начинают образовываться пузырьки. Но озеро Ньос нельзя считать просто огромной бутылкой газировки. В нём действуют более сложные процессы: давление, температура, плотность воды, глубина и поступление газа из земных недр. Почему газ не выходил постепенно Во многих озёрах верхние и нижние слои воды периодически перемешиваются. Ветер и сезонное изменение температуры помогают переносить воду между поверхностью и глубиной. В глубоком тропическом озере устойчивое разделение слоёв может сохраняться длительное время. Более тяжёлая глубинная вода почти не поднимается к поверхности, поэтому растворённый газ не успевает постепенно выходить в атмосферу. В озере Ньос углекислый газ накапливался в нижней части. С поверхности вода могла казаться совершенно спокойной, хотя в глубине медленно увеличивалась концентрация газа. Опасность создаёт не само наличие углекислого газа, а возможность его быстрого массового выделения. Что произошло 21 августа 1986 года Вечером 21 августа глубинная вода начала подниматься. По мере подъёма давление уменьшалось, и растворённый углекислый газ превращался в пузырьки. Пузырьки делали воду менее плотной. Она поднималась ещё быстрее, давление продолжало падать, а количество выделяющегося газа увеличивалось. Так мог возникнуть усиливающий сам себя процесс: насыщенная газом вода начала подниматься; давление на неё уменьшилось; углекислый газ стал образовывать пузырьки; смесь воды и газа стала легче; она поднялась ещё быстрее; из глубины поступила новая насыщенная вода. За короткое время из озера выделилось огромное количество углекислого газа. Вода могла бурлить и выбрасываться вверх, но это не было вулканическим извержением с лавой и раскалённым пеплом. Что запустило выброс Точный первоначальный спусковой механизм катастрофы окончательно не установлен. Среди возможных причин рассматривались: оползень; падение части склона в воду; сильный дождь; изменение температуры верхнего слоя; ветер; небольшое сейсмическое событие; постепенное достижение критического насыщения газом. Важно различать причину накопления газа и событие, запустившее выброс. Газ поступал в глубины озера постепенно. Но какое именно изменение нарушило устойчивость воды вечером 21 августа, установить намного сложнее. Поэтому неправильно уверенно утверждать, что катастрофу вызвал конкретный оползень или землетрясение. Это возможные объяснения, но не окончательно доказанный ответ. Почему углекислый газ оказался смертельным Углекислый газ не имеет цвета, поэтому приближающееся облако нельзя было увидеть. В обычной концентрации этот газ присутствует в воздухе и участвует в естественных процессах. Но в очень высокой концентрации он становится смертельно опасным. Человек не получает достаточного количества кислорода, быстро теряет способность действовать и может потерять сознание. Углекислый газ плотнее окружающего воздуха. После выхода из озера он направился вниз по рельефу и распространился по долинам. Именно расположенные в низинах деревни оказались в особенно опасной зоне. Газ мог задерживаться возле поверхности земли, где находились люди и животные. Фраза «газ вытеснил весь кислород» упрощает процесс. Опасность была связана с очень высокой концентрацией углекислого газа и недостатком пригодного для дыхания воздуха. Почему люди не заметили опасность заранее Катастрофа произошла вечером и ночью. Углекислый газ был невидим, а привычных признаков большого вулканического извержения не наблюдалось. Не было потока лавы, яркого свечения или длительного пеплопада. Люди не знали, что в глубине озера может находиться такое количество газа. Высокая концентрация углекислого газа способна быстро вызвать нарушение дыхания, слабость, спутанность сознания и потерю способности двигаться. Поэтому даже проснувшийся человек мог не успеть понять источник угрозы и покинуть низину. Некоторые жители, находившиеся на возвышенности или дальше от пути движения облака, выжили. Распределение газа зависело от рельефа и направления его распространения. Было ли это настоящее извержение Явление называют лимническим извержением. Термин происходит от слова, связанного с озером. Это не обычное вулканическое извержение. Магма не поднялась на поверхность, а облако не состояло из вулканического пепла. Главное событие происходило в воде: растворённый газ быстро выделился и вышел в атмосферу. Выражение «озеро взорвалось» допустимо как образное название, но может вводить читателя в заблуждение. Точнее говорить о внезапном выбросе газа из глубинной воды. Почему вода могла изменить цвет После перемешивания на поверхность поднялась вода из глубинных слоёв. Вместе с ней могли переместиться растворённые минералы и соединения железа. При контакте с воздухом некоторые вещества окисляются и меняют цвет. Поэтому внешний вид озера после катастрофы мог отличаться от обычного. Изменение цвета не было причиной гибели людей. Главную опасность представляло огромное облако углекислого газа. Как учёные установили причину катастрофы После трагедии специалисты исследовали воду, окружающий рельеф и свидетельства выживших. В глубине обнаружили высокую концентрацию растворённого углекислого газа. Характер гибели людей и животных также указывал на удушье, а не на воздействие высокой температуры или ядовитого вулканического пепла. Учёным предстояло ответить на несколько вопросов: откуда поступал газ; почему он оставался в глубине; что вызвало быстрый подъём воды; может ли событие повториться; как безопасно уменьшить количество газа. Изучение озера Ньос стало важной частью исследований глубоких вулканических озёр. Как работает система дегазации Чтобы снизить риск повторного выброса, в озере установили трубы, достигающие насыщенной газом глубинной воды. В начале работы воду необходимо поднять по трубе. По мере приближения к поверхности давление уменьшается, и из неё начинают выделяться пузырьки углекислого газа. Газированная смесь становится легче окружающей воды и продолжает подниматься без постоянной работы мощного насоса. Над поверхностью появляется фонтан, а газ рассеивается в воздухе более контролируемым образом. Так газ выпускается постепенно, не успевая накопиться до опасного уровня. Дегазация не означает, что озеро стало полностью безопасным навсегда. Система требует наблюдения, обслуживания и контроля состава воды. Почему нельзя выпустить весь газ сразу Попытка быстро поднять большое количество глубинной воды могла бы сама создать опасный выброс. Поэтому процесс должен быть контролируемым. Специалисты следят за тем, чтобы удаление газа не нарушило устойчивость озера настолько, чтобы началась неконтролируемая реакция. Также поступление углекислого газа из земных недр не обязательно прекращается. Даже после уменьшения его концентрации наблюдение необходимо продолжать. Озеро Монун — предупреждение, которое не сразу поняли Озеро Ньос было не первым камерунским озером, связанным со смертельным выбросом газа. В 1984 году похожая катастрофа произошла на озере Монун. Тогда погибли десятки людей. Событие было необычным, и его механизм ещё не был широко понятен. После трагедии на Ньос стало ясно, что оба случая связаны с накоплением и внезапным выделением углекислого газа из глубинных вод. Озеро Монун также оборудовали системой дегазации. Может ли это произойти в любом глубоком озере Глубины недостаточно, чтобы озеро стало опасным. Для масштабного накопления газа требуется редкое сочетание условий: источник углекислого газа; значительная глубина; способность воды удерживать газ; устойчивое разделение водных слоёв; слабое вертикальное перемешивание; рельеф, по которому газ может распространиться к населённым местам. Большинство озёр не соответствует этому набору условий. Поэтому лимнические извержения считаются чрезвычайно редкими. Обычное глубокое озеро не следует считать потенциально взрывающимся только из-за его размера или вулканического происхождения. Почему учёные наблюдают за озером Киву Озеро Киву расположено между Руандой и Демократической Республикой Конго. В его глубинных водах также присутствуют растворённые газы, в том числе углекислый газ и метан. Киву значительно больше озера Ньос, а рядом с ним живёт множество людей. Поэтому специалисты изучают состав воды, устойчивость слоёв и изменение концентрации газов. Это не означает, что озеро обязательно внезапно выбросит газ. Размеры, строение и процессы в Киву отличаются от условий в Ньос. Наблюдение необходимо именно потому, что последствия маловероятного крупного события могут быть серьёзными. Почему название «тихий убийца» не объясняет явление История озера Ньос часто подаётся как загадка или почти мистическое событие. Но научное объяснение не делает трагедию менее впечатляющей. Опасность возникла из-за сочетания понятных физических процессов: газ поступал из глубин Земли; растворялся в воде под давлением; накапливался в изолированном нижнем слое; начал выделяться при подъёме воды; плотное облако распространилось по низинам. Загадочным остаётся прежде всего точный спусковой механизм, запустивший событие. Сам процесс накопления и выделения газа сегодня изучен значительно лучше. Что изменилось после катастрофы Трагедия показала, что спокойная поверхность озера не всегда отражает процессы в его глубине. После 1986 года исследователи уделили больше внимания газонасыщенным вулканическим озёрам. Появились системы дегазации, измерения состава воды и наблюдения за изменением её слоёв. Для населения важны не только научные приборы, но и понятные планы предупреждения и эвакуации. Если мониторинг обнаружит опасное изменение, жители должны знать, куда двигаться и почему низины могут представлять угрозу. История Ньос стала примером того, как изучение уже произошедшей катастрофы помогает уменьшить вероятность её повторения. Может ли озеро Ньос снова выбросить газ Полностью исключить природный риск нельзя. Углекислый газ продолжает поступать в систему, а оборудование требует постоянной работы и обслуживания. Но условия сегодня отличаются от ситуации перед катастрофой. Газ постепенно удаляют, воду контролируют, а механизм опасности хорошо известен специалистам. Поэтому правильнее говорить не о неизбежном повторении, а о риске, которым стараются управлять с помощью дегазации и наблюдения. Главный урок озера Ньос Озеро Ньос не взорвалось подобно бомбе и не извергло лаву. Оно выпустило накопившийся в глубине углекислый газ. Редкое сочетание геологии, глубины и устойчивого разделения воды позволило газу долго оставаться незаметным. Когда равновесие нарушилось, начался быстрый процесс выделения пузырьков, который усиливал сам себя. Катастрофа 1986 года показала, что природная опасность не обязательно сопровождается грохотом, огнём или видимым разрушением. Иногда наиболее важные процессы происходят глубоко под спокойной поверхностью. Сегодня озеро Ньос остаётся не только местом трагедии, но и важным объектом научного наблюдения. Его изучение помогло понять механизм лимнических извержений и создать способ постепенного удаления газа из опасных глубинных вод.
Source: https://vseinteresno.com/ozero-kotoroe-mozhet-vzorvatsya-bez-preduprezhdeniya-i-eto-uzhe-proishodilo.html