Рано утром 21 августа 1986 года в долине у озера Ньос, Камерун, произошло нечто ужасное.
Погибло 1746 человек, более 3500 голов скота и почти все прчие животные, которые обитали в окрестностях. Не было никаких признаков насилия и разрушений. Казалось, что все и вся просто вымерло.
Все они стали жертвами одной из самых редких и пугающих катастроф на Земле.
Узнайте больше об лимнологических катастрофах, о том, что это такое и как их можно предотвратить.
Все стихийные бедствия, о которых вы можете вспомнить, имеют одну общую черту. Вы знаете, как это происходит.
Вы не можете не заметить сильный ураган, бушующие воды цунами, сотрясающуюся землю землетрясения или взрывы и пирокластические потоки вулкана.
Хотя все эти бедствия ужасны, по крайней мере, вы знаете, что происходит.
Что делает лимническое извержение (известное также как выворачивание озера) таким ужасающим, так это то, что вы не видите, не слышите и не чувствуете происходящего.
Что же это такое?
Как следует из названия (греч. λίμνη «озеро»), явление связано с озерами.
Лимнические извержения крайне редки, и в истории их было зафиксировано всего несколько.
Самый ранний известный случай лимнического извержения был задокументирован римским историком Плутархом. Он отметил, что в 406 году до н.э. воды озера Альбано, расположенного неподалеку от Рима, вышли из берегов и хлынули на окружающие склоны.
Дело в том, что озеро Альбано находится в вулканическом кратере. В озеро не впадает никаких притоков, и не было никаких осадков. Не было ничего, что могло бы вызвать наводнение. Вода в озере просто самопроизвольно поднялась и вылилась за край кратера, уничтожив фермерские поля и виноградники.
Плутарх написал об этой катастрофе почти через 500 лет после этого происшествия, поэтому он не был свидетелем события и не мог поговорить с очевидцами. Это была история, которая передавалась из поколения в поколение.
И это была довольно странная история. Озеро просто спонтанно поднимается и выходит из берегов.
Перенесемся почти на 2000 лет вперед от Плутарха. На этот раз место действия - африканская страна Камерун. Речь идет об озере Монун, расположенном в вулканическом поле Оку и также находящемся в вулканическом кратере.
14 августа 1984 года в 22:30 на озере Монун что-то произошло.
По сообщениям свидетелей, из озера поднялось газовое облако. Перед рассветом 15-го числа на восточном берегу озера погибли 37 человек.
У жертв были обнаружены повреждения кожи, а все растения вокруг деревни на берегу озера были раздавлены, как будто на них обрушилась большая волна.
Смерти были полной загадкой, и некоторые факты никак не сходились.
Некоторые жертвы были найдены в грузовике. Грузовик заглох, и два человека, находившиеся в нем, выбрались наружу и погибли. Два человека, сидевшие на крыше грузовика, каким-то образом выжили.
Рабочей теорией гибели людей на озере Монун была повстанческая атака. Тогда в Камеруне шли боевые действия, так что объяснение казалось правдоподобным, и, откровенно говоря, другие гипотезы были менее правдоподобны.
Мотивы не прослеживались, доказательств не было, но что еще могло произойти?
Но всего два года спустя произошло нечто похожее и гораздо более разрушительное.
И снова это произошло в Камеруне. На этот раз событие произошло на озере Ньос, расположенном всего в 100 километрах от озера Монун.
Озеро Ньос было очень похоже на Монун. Оно расположено в том же вулканическом поле, а озеро находится в вулканическом кратере.
Однако озеро Ньос было в пять раз больше озера Монун и в два раза глубже.
Ранним утром 21 августа 1986 года произошло событие, аналогичное тому, что произошло в озере Монун.
На этот раз результаты были гораздо масштабнее и трагичнее. Под озером в долине на склоне кратера находилось несколько деревень. Очевидцы, попавшие на место происшествия, описывали его так, как будто там взорвалась нейтронная бомба. Бомба, которая убивает людей, но не повреждает имущество.
Погибли 1 746 человек, а также 3 500 голов скота. Большинство погибших умерли во сне. Некоторые жертвы были найдены на расстоянии 25 километров от озера.
Немногие выжившие сообщали о быстрой потере сознания и запахе серы. У некоторых жертв были повреждена кожа, как у озера Монун, но не было никаких признаков тепловых или химических ожогов.
Это было слишком масштабное и необычное событие. С увеличением числа жертв и выживших было собрано достаточно данных, чтобы составить представление о том, что же произошло. Это было лимническое извержение.
Лимническое извержение происходит при наличии газов растворенных в воде у дна озера. В данном случае на дне озер Ньос и Монун оказался углекислый газ (диоксид углерода) CO₂.
Углекислый газ попадал туда в результате деятельности вулкана, расположенного под озером. Со временем растворенный CO₂ скопился на дне озерав огромных объемах.
Способность CO₂ растворяться в воде зависит от нескольких факторов, включая давление и температуру. Чем выше давление, тем больше CO₂ может удерживаться в воде.
Аналогично, чем холоднее вода, тем больше CO₂ может удерживаться в ней.
Оба озера, о которых идет речь, были глубокими, с гораздо более холодной водой на дне, чем в верхней части.
В таких глубоких озерах вода на глубине не смешивается с водой наверху. Существует слой, известный как термоклин, или слой температурного скачка, который отделяет более холодную воду от более теплой.
Термоклин не позволяет холодной воде смешиваться с теплой. Такие озера с несмешивающимися слоями называются меромиктическими. Большинство озер не являются меромиктическими, и воды в них смешиваются хотя бы раз в год. Только одно озеро из тысячи является меромиктическим.
В результате холодная вода, находящаяся под высоким давлением, просто оседает на дно озера, накапливая огромное количество растворенного CO₂, который никогда не высвобождается, поскольку вода не движется. Растворенный CO₂ также делает воду тяжелее, что еще больше препятствует ее смешиванию с более легкой и теплой водой, находящейся выше.
Однако, когда застой воды нарушается, результаты могут быть ужасными. Если вам нужен наглядный пример того, что может произойти, просто откройте банку с газировкой. Внезапный сброс давления приводит к тому, что растворенный углекислый газ превращается в пузырьки и выходит из раствора.
Что-то произошло в озерах Ньос и Монун, что нарушило нижний слой воды, в котором удерживался весь CO₂. Проще всего предположить, что это был оползень на берегах озера или небольшой вулканический взрыв на дне озера.
Над озером Ньос возвышалась выступающая часть скалы, которая могла обрушиться прямо в водоем. Это позволило запасам диоксида углерода, который копился столетиями, взмыть на поверхность. Озеро словно взорвалось. Фонтан воды поднял со дна 1,5 кубических километра CO₂. Возникла волна-цунами, высота которой достигла 25 метров.
Но смертельно опасной оказалась не вода, а облако газа. Если обычная концентрация CO₂ в воздухе составляет не более 0,04%, то в районе озера Ньос это значение достигло 30%.
Когда вся эта богатая углекислотой вода была взбудоражена, изменилось давление и температура, что вызвало массовый выброс газа, как при открытии бутылки с газировкой.
Выброс газа еще больше взбаламутил воду, вызвав еще большую турбулентность, что привело к выбросу еще большего количества газа в виде каскада.
Именно этот гигантский газовый пузырь и мог вызвать потоп в озере Альбано, о котором писал Плутарх.
Когда этот газ достигает поверхности озера, он не улетучивается. Его плотность в 1,5 раза выше плотности воздуха. Поскольку он тяжелее воздуха, облако будет стекать вниз по склонам.
Вот почему грузовик на озере Монун заглох. Двигатель был буквально лишен кислорода. Именно поэтому люди, которые выбрались из грузовика на землю, погибли, а люди, находившиеся на кабине грузовика, выжили.
Именно поэтому пострадали деревни под кратером озера в Ньос.
При содержании 1% CO₂ в воздухе у людей начинаются галлюцинации, головная боль, ухудшается самочувствие, а при 17% человек быстро теряет сознание и погибает от удушья. У жителей окрестностей озера шансов на спасение не было.
Жертвы так и не узнали, что их поразило. Углекислый газ не имеет запаха, цвета и вкуса. Они просто задохнулись, как если бы им на голову надели полиэтиленовый пакет.
Несмотря на то, что два таких события произошли в течение двух лет друг за другом, это чрезвычайно редкое явление.
Только некоторые озера являются кандидатами на извержение, но даже в этом случае могут потребоваться столетия, чтобы CO₂ накопился в достаточном количестве до опасного уровня.
Как только лимнологи и геологи выяснили, что произошло, следующей задачей стало выявление других озер-кандидатов и поиск способов предотвращения подобных катастроф.
Действительно, есть озеро, которое является первым кандидатом на извержение, и если оно произойдет, то будет гораздо более масштабным, чем любое другое из ранее происходивших лимнических извержений. Это озеро Киву на границе Демократической Республики Конго и Руанды.
Озеро Киву - восьмое по величине озеро в Африке. Его объем воды в 3 300 раз больше, чем у озера Ньос. А запасы газа оцениваются в 55 млрд. кубометров.
Что еще более важно, в окрестностях озера Ньос проживало всего 14 000 человек. Однако вокруг озера Киву проживает 2 000 000 человек.
В случае с озером Киву газ, скопившийся на дне, - это смесь CO₂ и метана.
Возникает дополнительный риск воспламенения метана, если он достигнет поверхности.
Это не теоретическая проблема. Исследователи считают, что лимническое извержение уже могло произойти в озере Киву около 5 000 лет назад.
За последние 50 лет уровень CO₂ на дне озера вырос более чем на 10%, а уровень метана - на 20%.
На озере ведется добыча метана, и есть надежда, что это вызывает понижение концентрации метан, а также частью углекислого газа.
Аналогичным образом, на озере Ньос была установлена вентиляционная труба для удаления части растворенного CO₂ на дне озера.
В заключение хочу ответить на вопрос, который может прийти в голову некоторым читателям.
Если условия, необходимые для лимнического извержения, - это глубокое озеро в вулканическом кратере, то есть немало озер, которые подходят под это описание.
Например, озеро Кратер-Лейк, штате Орегон. Это озеро - самое глубокое озеро в США (глубина 594 метра) . Оно является частью Каскадной вулканической дуги, в которую входят действующие вулканы, такие как вулкан Сент-Хеленс.
Итак, может ли произойти подобное извержение на Кратер-Лейк?
Ответ - нет.
Причина связана с температурой. Все озера, где произошли трагедии, находятся в тропических районах или, в местах, где почти не выпадает снег и не замерзает вода.
На Кратерное озеро выпадает большое количество снега. Когда холодный, замерзающий снег попадает в озеро, он тонет и вызывает постоянную конвекцию в озере, которая медленно перемешивает воду.
Этого достаточно, чтобы предотвратить накопление CO₂.
Лимнические извержения, конечно, очень опасны, но это не то, о чем стоит беспокоиться во время поездки на озеро в умеренных широтах.
Условия должны быть идеальными, должно произойти какое-то событие, которое вызовет извержение, и потребуются столетия, чтобы газ накопился до опасного уровня.
Более того, как только потенциальное озеро будет обнаружено, можно предпринять шаги, чтобы предотвратить катастрофу.
Надеемся, что теперь, когда мы знаем, как происходят лимнические извержения, мы сможем избежать повторения трагедий, подобных событиям на Монун и Ньос.