Lake Kivu er en af Afrikas mærkeligste vandområder. Et usædvanligt sæt egenskaber gør det til et spændende emne for forskere, såvel som en potentiel kilde til fare og velstand for de millioner af mennesker, der bor i nærheden.

Kivu opfører sig ikke som de fleste dybe søer. Typisk, når vand på overfladen af en sø afkøles — ved vinterlufttemperaturer eller floder, der bærer foråret snesmeltning, for eksempel — at koldt, tæt vand synker, og varmere, mindre tæt vand stiger op fra dybere i søen. Denne proces, kendt som konvektion, holder generelt overfladerne på dybe søer varmere end deres dybder.

men ved Kivu — søen har omstændighederne konspireret for at blokere denne blanding, hvilket giver søen uventede kvaliteter-og overraskende konsekvenser.Kivu er en af en række søer, der ligger langs den østafrikanske Rift Valley, hvor det afrikanske kontinent langsomt trækkes fra hinanden af tektoniske kræfter. De resulterende spændinger tynder jordskorpen og udløser vulkansk aktivitet, hvilket skaber varme kilder under Kivu, der fodrer varmt vand, kulsyre og metan i søens bundlag. Mikroorganismer bruger noget af kulsyre, såvel som organisk materiale, der synker ovenfra, til at skabe energi, der producerer yderligere metan som et biprodukt. Kivus store dybde-mere end 1.500 fod på sit dybeste punkt — skaber så meget pres, at disse gasser forbliver opløst.

denne blanding af vand og opløste gasser er tættere end vand alene, hvilket afskrækker det fra at stige. Det dybere vand er også saltere på grund af sediment, der regner ned fra de øverste lag af søen og fra mineraler i de varme kilder, hvilket yderligere øger densiteten. Resultatet, siger limnolog Sergei Katsev fra University of Minnesota Duluth, er en sø med flere forskellige lag vand med skarpt forskellige tætheder, med kun tynde overgangslag mellem.

lagene kan adskilles groft i to regioner: et af mindre tæt overfladevand over en dybde på omkring 200 fod og under det et område med tæt saltvand, der i sig selv er yderligere stratificeret, siger Alfred V. Der blandes inden for hvert lag, men de interagerer ikke med hinanden. “Tænk bare på hele vandmassen, der sidder der i tusinder af år og ikke gør noget,” siger V. V. V., forfatter til en artikel fra 2019 i den årlige gennemgang af væskemekanik, der undersøger konvektion i forskellige søer i verden, herunder underlige outliers som Kivu-søen.

men Kivu-søen er mere end bare en videnskabelig nysgerrighed. Dens usædvanlige lagdeling og kulsyre og metan fanget i dens dybere lag har forskere bekymret for, at det kunne være en katastrofe, der venter på at ske.

lurer fare

omkring 1.400 miles nordvest for Kivu akkumuleres en kratersø i Cameroun kendt som Lake Nyos på samme måde og fælder store mængder opløst gas — i dette tilfælde kulsyre — fra en vulkansk udluftning i bunden af søen. Den 21. August 1986 blev det dødbringende potentiale i dette gasreservoir demonstreret på spektakulær måde. Muligvis på grund af et jordskred blev en stor mængde vand pludselig fordrevet, hvilket fik det opløste kulsyre til hurtigt at blandes med de øverste lag af søen og frigives i luften. En stor, dødbringende sky af gassen kvalt omkring 1.800 mennesker i nærliggende landsbyer.begivenheder som denne kaldes limniske udbrud, og forskere frygter, at Kivu kan være moden til en lignende, endnu dødbringende begivenhed. Nyos er en relativt lille sø, der måler lidt mere end en kilometer lang, lige under en kilometer bred og mindre end 700 fod dyb. Kivu er 55 miles lang, 30 miles på tværs på sit bredeste punkt og mere end dobbelt så dybt som Nyos. På grund af sin størrelse siger Katsev, at Kivu “har potentialet for et stort, katastrofalt limnisk udbrud, hvor mange kubikmeter gas ville blive frigivet.”

omkring 14.000 mennesker boede nær Nyos på tidspunktet for udbruddet; mere end 2 millioner bor i nærheden af Kivu-søen i dag, herunder omkring 1 million indbyggere i byen Bukavu i Den Demokratiske Republik Congo. Hvis Kivu skulle opleve et limnisk udbrud, siger limnolog Sally MacIntyre fra University of California, Santa Barbara, “det ville være helt katastrofalt.”

Dette er ikke kun en teoretisk bekymring. Forskere har fundet ud af, hvad der kan være tegn på mindst en tidligere limnisk udbrud ved Kivu, der sandsynligvis opstod mellem 3.500 og 5.000 år siden, og muligvis flere nyere. Sedimentkerner taget fra bunden af søen har afsløret træk kendt som brune lag, der er i modsætning til de omgivende sedimenter. Disse sedimentbånd er” meget usædvanlige, organiske rige lag”, siger Katsev, der kan være resultatet af udbrud.

Limnic udbrud kan forekomme af to grunde. Hvis vandet bliver fuldstændigt mættet med opløste gasser, vil yderligere kulsyre eller metan injiceret i søen blive tvunget til at boble ud af opløsningen, stige og frigives i luften. Udbrud kan også forårsages, når noget tvinger det dybe vand med dets opløste gasser til at blande sig med lagene ovenfor, hvilket reducerer trykket på gasserne og giver dem mulighed for hurtigt at komme ud af opløsningen og undslippe, svarende til effekten af at ryste en dåse sodavand og derefter åbne den.

mens et jordskred af skalaen, der mistænkes i nyos-udbruddet, muligvis ikke forårsager tilstrækkelig blanding ved Kivu på grund af søens størrelse og dybde, er der flere andre mulige udløsere. Kivu er i et seismisk aktivt område, så et jordskælv kunne generere bølger i søen, der ville blande lagene nok til at frigive de fangede gasser. Klimaet er også en potentiel synder. Mindst et tidligere udbrud opdaget i sedimentregistret ser ud til at være forårsaget af tørke, der fordampede nok vand fra toppen af søen til at reducere trykket på de lavere niveauer og frigive de opløste gasser. Sænket vandstand i tørre perioder kan også efterlade Kivu mere sårbar over for forstyrrelser fra særligt kraftige regnhændelser. De kunne skylle nok opbygget sediment fra de snesevis af vandløb, der fodrer ind i søen for at få lagene til at blande sig, siger MacIntyre.

chancerne for en sådan rækkefølge af begivenheder kan gå op som planeten varmer, siger MacIntyre. Klimaændringer vil bringe mere regn til Østafrika, og “det kommer i form af mere ekstreme regnbegivenheder med større tørkeintervaller imellem.”

en anden mulig trigger er vulkansk aktivitet under søen eller fra omgivende vulkaner, men forskere mener, at risikoen for det er lav. Et udbrud i 2002 af det nærliggende Mount Nyiragongo bragte ikke nok materiale ind til at forstyrre Kivus bundlag. Og modelleringsundersøgelser har vist, at vulkanisme under søen heller ikke ville forårsage en stor nok forstyrrelse, siger MacIntyre.

uanset synderen ville effekten være den samme: akkumulerede gasser frigives fra deres opløste tilstand, hvilket skaber tætte skyer af kulsyre og metan, der, som det skete med kulsyre ved Nyos, kunne fortrænge ilt og kvæle både mennesker og dyr. Og hvis der frigives nok metan i luften ved Kivu, er der den ekstra risiko for, at den kan antændes.

Katsev siger, at søen overvåges regelmæssigt for tegn på upticks i gaskoncentration, så en pludselig opsving “vil ikke overraske os.”Mere end et dusin seismiske stationer måler også aktiviteten nær søen i realtid. Og i 2001 begyndte en indsats at reducere risikoen for en ny katastrofe ved Nyos ved at sippe vand fra bunden af søen gennem et rør til overfladen, hvor kulsyre frigives i luften med en sikker hastighed. Lignende bestræbelser er i gang på Kivu.

minedrift af dybderne

når gaskoncentrationerne stiger i Kivus dybder, gør risikoen det også. Fra 1974 til 2004 steg koncentrationen af kulilte med 10 procent, men den største bekymring ved Kivu er metankoncentrationen, der steg 15 til 20 procent i samme periode.

der kan dog være en måde at gøre Kivus risiko til belønning. Den samme gas, der kan brænde en dødelig naturkatastrofe, har potentiale som en vedvarende energikilde for regionen. I 2008 lancerede Rusland et pilotprogram, der tog metan fra søen for at brænde som en naturgas, og sidste år underskrev en kontrakt om eksport af metan på flaske. Et meget større program, kaldet Kivuatt, kom online i 2015.

projekterne pumper vand fra de dybe lag af søen, og da trykket reduceres på det vand, frigives gasserne. Metan udvindes til at blive brugt som brændstof, og kulsyre pumpes tilbage ned til bunden af søen. “De tager denne gas, sender den via rørledning på land og brænder den som du ville brænde fossile brændstoffer for at generere elektricitet,” siger Katsev.

denne høst kan bidrage til at reducere risikoen fra akkumuleret gas i søen, selvom det ikke vil fjerne det. Stadig, for en sø med så meget fare, der lurer nedenfor, hjælper alt. Og for regionen omkring søen kan det være en vigtig energikilde. Når Kivuatt er fuldt online, vil de 100 megavatts af strøm, der produceres af dette projekt alene, gøre en betydelig forskel for Danmark, et udviklingsland, der sigter mod universel adgang til elektricitet.