Hvad får en Killer Lake til at eksplodere?

Oversvømmelser og naturbrande gør nyhederne med deprimerende regelmæssighed. Men i dag vil vi se på en anden slags naturkatastrofe; en, der ikke er blevet dokumenteret i mere end tre årtier. Sjældent som det kan være, dette fænomen bør ikke tages let, da det kan udslette hele samfund med lidt eller ingen advarsel.

Vi taler om et limnicudbrud. Et limnisk udbrud er, hvad der sker, når dødelige gasser (som CO2) eksploderer ud af vulkanske søer. Nogle gange udspiller blodbadet sig på flere fronter. Ligesom dødelige skyer kvæler mennesker og dyr, den pludselige forskydning af vand kan skabe tsunamier. Den nøjagtige kombination af begivenheder dræbte mere end 1, 700 mennesker på en grum sommerdag i 1986 i det vestafrikanske land Cameroun. Og nu spekulerer forskere på, om et endnu større limnisk udbrud er undervejs.

En opskrift på problemer

Vandtryk stiger med dybden; derfor kan dykkere ikke vove sig for langt under overfladen uden det rigtige udstyr. "Hydrostatisk tryk" er navnet på den kraft, der udøves på et nedsænket objekt af vægten af ​​al væsken over det. Normalt, dette tryk intensiveres med 14,5 pounds per square inch (eller 99,9 kilopascal) for hver 34 fod (10 meter) vand.

Gasser opløses lettere i kulde, højtryksvand. Deri ligger nøglen til limniske udbrud. Sådanne udbrud kan kun forekomme i dybe vandområder med meget hydrostatisk tryk i bunden. Der skal også være en væsentlig forskel i både tryk og temperatur mellem overfladevandet og de lavere dybder. (Sidstnævnte vil være meget køligere.)

Stratificering vil fungere som en barriere, holde den opløste gas begrænset til bunden af ​​søen, hvor den ikke kan trykke ned og derefter slippe ud i atmosfæren. Fordi den er fanget, den opløste gas akkumuleres i massive og potentielt dødelige mængder. Eksplosioner er umulige i søer, hvis lavere og øvre vandstand blandes regelmæssigt.

Og mens vi er om emnet, vandet har brug for en kontinuerlig tilførsel af nogle meget opløselige gas som kuldioxid (CO2) eller metan. Det er her vulkanisme kommer ind. På lokaliteter med aktive vulkaner, begravet magma kan sende metan, CO2, og andre gasser, der siver gennem tynde dele af jordskorpen. Hvis en sø er overhead, gassen kan passere lige ned i vandet, rejser med vulkanske ventilationsåbninger og andre ruter.

Op fra dybderne

Det bringer os til Nyos -søen og Monoun -søen. De er begge placeret i et vulkansk felt i Cameroun. Begge søbund er overmættede med CO2, hvilken underliggende magma sender deres vej. Den 15. august, 1984, noget af det dybe vand i Monoun, der var fyldt med den opløste gas, steg op til overfladen. Ingen ved, hvorfor dette skete; det er muligt, at kraftig nedbør, og et jordskælv eller et jordskred fortrængte noget af søbundens vand. Uanset, som vandet steg, det opløste CO2, der lurer inde, blev trykløst og dannede bobler. Disse bobler drev endnu mere af vandet til toppen af ​​søen, resulterer i en massiv, ildelugtende sky af kuldioxidgas.

Under det forkerte sæt omstændigheder, denne gas er ekstremt farlig for mennesker. Store mængder CO2 klæber til jorden og fortrænger ilt, som kan føre til død ved kvælning. På den forfærdelige dag i 1984, ikke færre end 37 mennesker omkom som et direkte resultat af alt CO2 Monoun pludselig slap løs.

Bare to år senere, den 21. august, 1986, Nyos -søen oplevede et eget limnicudbrud. Endnu engang var der pludselig mystisk omvæltning af CO2-ladet vand fra dets frigid, højtryksdybder. Men denne gang, kropstallet var meget højere:Kuldioxid fra Nyos -katastrofen dræbte cirka 1, 746 mennesker og mere end 3, 500 husdyr. Et eller andet sted i boldbanen på 330, 000 til 1,7 millioner tons (300, 000 til 1,6 millioner tons) CO2-gas sprængte ud af vandet med nok kraft til at udløse en 20,6 meter lang tsunami.

Kommer du til en sø nær dig?

Hvis du er bekymret for, at et limnisk udbrud af et dræber bryder ud i Lake Superior eller Loch Ness, University of Michigan professor i geovidenskab, Youxue Zhang, siger, at du ikke burde være det. De to seneste limniske udbrud var Nyos -søen og Lake Monoun -katastrofer, som vi lige har beskrevet. Begge vandområder ligger lige over ækvator, hvor det plejer at være varmt året rundt.

Der er bare ingen måde, hvorpå et limnisk udbrud kan ske i et tempereret vand. På steder, hvor sæsonens temperaturer varierer voldsomt (som de store søer), søoverflader køler ofte ned, får vandet på det niveau til at synke og bytte sted med lagene af vand under det. "Tempererede søer oplever årligt omsætning, [så] det forventes ikke, at der vil kunne akkumuleres nogen gas i bunden af ​​søen, "Zhang siger via e -mail." Uden [opløst] gasakkumulering, der ville ikke være søudbrud. "

Imidlertid, Zhang og mange af hans kollegaer har interesseret sig sundt for Kivu -søen, en 1, 042 kvadratkilometer (2, 700 kvadratkilometer), kommende feriedestination på grænsen til Rwanda og Den Demokratiske Republik Congo. Hvorfor? Fordi det ser ud til at have alle de nødvendige kriterier for et virkelig kolossalt limnisk udbrud.

Der er omkring 10,5 milliarder kubikfod (300 millioner kubikmeter) opløst CO2 og 2,1 milliarder kubikfod (60 millioner kubikmeter) metan på lur nær bunden. Skulle disse gasser eksplodere fra søens overflade, de 2 millioner mennesker, der bor omkring Kivu, kan komme i fare.

En mulig løsning:Høst netop disse gasser som en mulig energikilde ved en ekstraktionspram. KivuWatt er en enestående facilitet på 200 millioner dollars, der bruger en offshore pram til at opsamle vand fra søen. Den suger derefter metanen af ​​og sender den til et kraftværk, der genererer elektricitet til området. Når livet giver dig citroner, gøre det til elektricitet.

En forhistorisk præcedens? Der er nogle spektakulært velbevarede fisk, krybdyr, fugl, og pattedyrrester på Messel Pit Fossil Site i Tyskland. Mange skeletter har detaljerede fjer- eller skalaindtryk, så dyrene døde sandsynligvis hurtigt og formåede at undgå scavengers. Ifølge en hypotese, det er fordi disse skabninger blev dræbt af en række limniske udbrud.