Озеро Киву опаснее ядерной бомбы и может убить два миллиона человек

На границе Демократической Республики Конго и Руанды расположено озеро Киву. Это один из трех водоемов на Земле, способных в буквальном смысле взорваться. Под его спокойной поверхностью растворены колоссальные объемы углекислого газа и метана, а рядом стоит действующий вулкан. Что это значит для двух миллионов человек, живущих на его берегах? Ведь это одно из самых опасных водоемов в мире, от которых лучше держаться подальше.

Озеро Киву может уничтожить людей, живущих поблизости

Лимнологическая катастрофа на озере Ньос

Чтобы понять, чем опасно озеро Киву, стоит вернуться в 1986 год. 21 августа 1986 года на озере Ньос в Камеруне произошло лимническое извержение — внезапный выброс растворенного углекислого газа. Оно убило 1746 человек и 3500 голов скота. Облако газа поднялось со скоростью почти 100 км/ч, а затем, будучи тяжелее воздуха, опустилось на окрестные деревни и задушило людей и животных в радиусе 25 километров.

Озеро Ньос спустя неделю после катастрофы. Источник изображения: wikipedia.org

Люди просто заснули и не проснулись. Тела погибших не имели следов травм или борьбы, то есть люди умерли там, где находились. Это была первая в современной истории крупномасштабная гибель людей от удушения природным газом. После катастрофы на озере установили систему дегазации, чтобы снизить концентрацию CO₂ в воде и уменьшить риск повторных выбросов.

Но ученые, изучившие случившееся, обратили внимание на другой водоем, и он оказался несравнимо опаснее.

Еще больше познавательных статей вы найдете в нашем канале в MAX. Подпишитесь прямо сейчас!

Почему озеро Киву в тысячу раз опаснее озера Ньос

Озеро Ньос — маленькое кратерное озеро. Озеро Киву в 2000 раз крупнее, и в нем тоже обнаружили перенасыщение газами. Но масштаб, это не единственное отличие.

В глубинах Киву растворено около 300 кубических километров углекислого газа и 60 кубических километров метана. Этот тот самый природный газ, благодаря которому у нас работают газовые плиты. Углекислый газ смертелен, но не горюч, а вот метан — это горючий газ, и его в озере Киву колоссальное количество.

Озеро находится в Восточно-Африканской рифтовой зоне — регионе, где земная кора буквально расходится. Местные вулканы относятся к числу самых активных в мире. Прямо на берегу Киву стоит город Гома с населением около 1,2 миллиона человек, а за ним возвышается Ньирагонго — действующий вулкан, извергавшийся около полудюжины раз за последнее столетие.

Озеро Киву. Источник изображения: wikipedia.org

Что такое лимнологическая катастрофа

Лимническое извержение проще всего представить через аналогию с бутылкой газировки. До того как озеро достигает насыщения, оно ведет себя как закрытая бутылка газированной воды: углекислый газ растворен благодаря высокому давлению. Когда давление снижается, газ выходит из раствора в виде пузырьков, которые поднимаются к поверхности.

В обычном состоянии озеро Киву стратифицировано, то есть разделено на слои. Верхние 60 метров регулярно перемешиваются, а ниже вода расслоена: внизу — теплая, соленая, насыщенная газами, сверху — прохладная и пресная. Пока слои стабильны, газы остаются на глубине под давлением столба воды.

Но если что-то нарушит эту стратификацию, землетрясение, поток лавы, оползень, насыщенная газом вода может подняться выше. На меньшей глубине давление уже не удерживает газ в растворе. Пузырьки делают воду еще легче, она поднимается еще выше, газа высвобождается еще больше, в результате чего запускается самоподдерживающаяся цепная реакция. Результат — мощнейший выброс газа на поверхность, способный породить волну цунами и смертоносное облако.

Рекордное количество метана в атмосфере Земли: откуда он берется и чем опасен?

Метан в озере Киву, который может взорваться

На озере Ньос гибель людей вызвал углекислый газ, который тяжелее воздуха, стелется понизу и вытесняет кислород. Но озеро Киву содержит еще и метан, а это качественно иная угроза.

Профессор озерной экологии Роберт Хеки объяснял в интервью BBC: метан не взорвется на поверхности сам по себе, но вокруг озера достаточно источников воспламенения. Физик-лимнолог Альфред Джонни Вюст из швейцарского института EAWAG подчеркивал в журнале Nature, что именно метан — главная проблема, он менее растворим, чем CO₂, и вода не способна удержать его в таких же количествах.

По расчетам инженера Филипа Моркеля, в случае извержения озеро Киву выбросит в атмосферу эквивалент 2–6 гигатонн углерода за сутки. Это около 5% мировых годовых выбросов CO₂ — в одном токсичном «выдохе». Облако газа зависнет над озером на дни или недели, и любой, кто окажется в нем, погибнет за минуту.

Извержение Ньирагонго в 2002 году направило поток лавы в озеро, вызвав опасения газового выброса, но лава остановилась задолго до глубинных слоев, где газ удерживается давлением воды. Следующий раз удача может и не помочь.

Вулкан Ньирагонго нависает над городом Гома на берегу озера Киву

Добыча метана из озера Киву

Одно из решений выглядит элегантно: извлечь метан из озера и использовать его для выработки электричества. С 2016 года проект KivuWatt добывает метан из озера Киву и производит 26 мегаватт электроэнергии для местного населения. Технология напоминает открытие бутылки шампанского: 3000-тонная баржа KivuWatt, пришвартованная в 13 км от берега, забирает насыщенную газом воду с глубины 350 метров, и по мере подъема газ сам выделяется из воды из-за снижения давления.

Для Руанды это существенно, ведь к 2024 году метан из озера Киву уже обеспечивал 14,3% электроэнергии страны. Компания планирует нарастить мощность до 100 мегаватт.

Однако среди ученых нет единого мнения, насколько это безопасно. Одни опасаются, что масштабная добыча может дестабилизировать стратификацию озера, другие утверждают, что именно извлечение газа снижает риск. Лимнолог Сергей Кацев предупреждает, что если дегазированную воду возвращать слишком высоко, она создает нисходящий поток, который перемешивает слои по вертикали. А именно вертикальное перемешивание — это и есть механизм, запускающий лимническое извержение.

Что будет, если озеро Киву взорвется

Даже без добычи метана озеро остается опасным. Образцы донных осадков показали, что катастрофические события, уничтожавшие живые организмы в озере и вокруг него, происходили примерно каждую тысячу лет.

Когда озеро достигнет 100% насыщения газами, извержение произойдет спонтанно, без внешнего триггера. Сейчас озеро насыщено более чем на 60%. Правда, исследование 2020 года обнаружило ошибки в более ранних оценках и пришло к выводу, что риск газового извержения на озере Киву, возможно, не возрастает со временем. Научная дискуссия продолжается.

По оценкам, озеро содержит 60 миллиардов кубометров метана и 300 миллиардов кубометров CO₂ на глубине 350 метров. Ожидается, что при текущей скорости накопления газы полностью насытят озеро через 50–200 лет, что создает угрозу газового извержения для более чем двух миллионов человек на берегах.

Еще больше познавательных материалов вы найдете в нашем Telegram-канале. Подпишитесь прямо сейчас!

Озеро Киву — редкий случай, когда природная угроза одновременно является ресурсом. Извлечение метана потенциально делает озеро безопаснее и дает электричество одному из беднейших регионов мира. Но ученые подчеркивают, что текущих темпов добычи недостаточно, чтобы предотвратить катастрофу в случае крупного землетрясения или вулканического события. Вопрос не в том, случится ли выброс, а в том, успеют ли люди подготовиться.