El lago Kivu es uno de los cuerpos de agua más extraños de África. Un conjunto inusual de propiedades lo convierten en un tema intrigante para los científicos, así como una fuente potencial de peligro y prosperidad para los millones de personas que viven cerca.

Kivu no se comporta como la mayoría de los lagos profundos. Por lo general, cuando el agua en la superficie de un lago se enfría, por ejemplo, por las temperaturas del aire invernal o los ríos que transportan deshielo de primavera, el agua fría y densa se hunde, y el agua más cálida y menos densa se eleva desde las profundidades del lago. Este proceso, conocido como convección, generalmente mantiene las superficies de los lagos profundos más cálidas que sus profundidades.

Pero en el lago Kivu, las circunstancias han conspirado para bloquear esta mezcla, dando al lago cualidades inesperadas y consecuencias sorprendentes.

A ambos lados de la frontera entre Ruanda y la República Democrática del Congo, Kivu es uno de una cadena de lagos que bordean el Valle del Rift de África Oriental, donde las fuerzas tectónicas están separando lentamente el continente africano. Las tensiones resultantes diluyen la corteza terrestre y desencadenan la actividad volcánica, creando aguas termales debajo de Kivu que alimentan las capas inferiores del lago con agua caliente, dióxido de carbono y metano. Los microorganismos utilizan parte del dióxido de carbono, así como la materia orgánica que se hunde desde arriba, para crear energía, produciendo metano adicional como subproducto. La gran profundidad de Kivu, más de 1.500 pies en su punto más profundo, crea tanta presión que estos gases permanecen disueltos.

Esta mezcla de agua y gases disueltos es más densa que el agua sola, lo que desalienta su ascenso. Las aguas más profundas también son más saladas debido a la lluvia de sedimentos de las capas superiores del lago y de minerales en las aguas termales, lo que aumenta aún más la densidad. El resultado, dice el limnólogo Sergei Katsev de la Universidad de Minnesota Duluth, es un lago con varias capas distintas de agua de densidades muy diferentes, con solo capas de transición delgadas entre ellas.

Las capas se pueden separar aproximadamente en dos regiones: una de agua superficial menos densa por encima de una profundidad de aproximadamente 200 pies y, por debajo de eso, una región de agua salina densa que a su vez está más estratificada, dice Alfred Wüest, físico acuático del Instituto Federal Suizo de Tecnología en Lausana. Hay mezcla dentro de cada capa, pero no interactúan entre sí. «Basta con pensar en toda la masa de agua sentada allí durante miles de años y sin hacer nada», dice Wüest, autor de un artículo de 2019 en la Revisión Anual de Mecánica de Fluidos que estudia la convección en varios lagos del mundo, incluidos valores atípicos extraños como el lago Kivu.

Pero el lago Kivu es más que una simple curiosidad científica. Su estratificación inusual y el dióxido de carbono y el metano atrapados en sus capas más profundas tienen a los investigadores preocupados de que pueda ser un desastre a punto de ocurrir.

Peligro al acecho

A unas 1.400 millas al noroeste de Kivu, un lago de cráter en Camerún conocido como Lago Nyos acumula y atrapa de manera similar grandes cantidades de gas disuelto, en este caso dióxido de carbono, de un respiradero volcánico en el fondo del lago. El 21 de agosto de 1986, el potencial letal de ese depósito de gas se demostró de manera espectacular. Posiblemente debido a un deslizamiento de tierra, una gran cantidad de agua se desplazó repentinamente, causando que el dióxido de carbono disuelto se mezclara rápidamente con las capas superiores del lago y se liberara al aire. Una gran nube mortal de gas asfixió a unas 1.800 personas en pueblos cercanos.

Eventos como este se llaman erupciones límnicas, y los científicos temen que Kivu pueda estar maduro para un evento similar, incluso más mortal. Nyos es un lago relativamente pequeño, que mide un poco más de una milla de largo, poco menos de una milla de ancho y menos de 700 pies de profundidad. Kivu tiene 55 millas de largo, 30 millas de ancho en su punto más ancho y más del doble de profundidad que Nyos. Debido a su tamaño, dice Katsev, Kivu «tiene el potencial de una gran erupción límnica catastrófica donde se liberarían muchas millas cúbicas de gas.»

Cerca de 14.000 personas vivían cerca de Nyos en el momento de la erupción; más de 2 millones viven en las cercanías del lago Kivu en la actualidad, incluido aproximadamente 1 millón de residentes de la ciudad de Bukavu, en la República Democrática del Congo. Si Kivu experimentara una erupción límnica, dice la limnóloga Sally MacIntyre de la Universidad de California, Santa Bárbara ,» sería completamente catastrófico.»

Esto no es solo una preocupación teórica. Los científicos han encontrado lo que puede ser evidencia de al menos una erupción límnica previa en Kivu que probablemente ocurrió entre 3.500 y 5.000 años atrás, y posiblemente varias más recientes. Los núcleos de sedimentos tomados del fondo del lago han revelado características conocidas como capas marrones que son diferentes de los sedimentos circundantes. Estas bandas de sedimentos son «capas muy inusuales y ricas en materia orgánica», dice Katsev, que pueden ser el resultado de erupciones.

Las erupciones límnicas pueden ocurrir por dos razones. Si el agua se satura completamente con gases disueltos, cualquier dióxido de carbono o metano adicional inyectado en el lago se verá obligado a burbujear fuera de la solución, elevarse y liberarse al aire. Las erupciones también pueden producirse cuando algo fuerza al agua profunda con sus gases disueltos a mezclarse con las capas de arriba, reduciendo la presión sobre los gases y permitiéndoles salir rápidamente de la solución y escapar, similar al efecto de agitar una lata de refresco y luego abrirla.

Si bien un deslizamiento de tierra de la escala sospechada en la erupción del Nyos podría no causar suficiente mezcla en Kivu, debido al tamaño y la profundidad del lago, hay varios otros posibles desencadenantes. Kivu se encuentra en un área sísmica activa, por lo que un terremoto podría generar olas en el lago que mezclarían las capas lo suficiente como para liberar los gases atrapados. El clima también es un culpable potencial. Al menos una erupción descubierta en el pasado en el registro de sedimentos parece haber sido causada por una sequía que evaporó suficiente agua de la parte superior del lago para reducir la presión en los niveles más bajos y liberar los gases disueltos. La disminución de los niveles de agua durante los períodos secos también podría hacer que Kivu fuera más vulnerable a los trastornos causados por lluvias particularmente intensas. Podrían eliminar suficiente sedimento acumulado de las docenas de arroyos que alimentan el lago para hacer que las capas se mezclen, dice MacIntyre.

Las posibilidades de tal secuencia de eventos pueden aumentar a medida que el planeta se calienta, dice MacIntyre. El cambio climático traerá más lluvia al este de África ,y » vendrá en forma de eventos de lluvia más extremos con intervalos de sequía más grandes entre ambos.»

Otro posible desencadenante es la actividad volcánica debajo del lago o de los volcanes circundantes, pero los científicos piensan que el riesgo de que ocurra es bajo. Una erupción de 2002 en el cercano Monte Nyiragongo no trajo suficiente material para perturbar las capas inferiores de Kivu. Y los estudios de modelado han demostrado que el vulcanismo debajo del lago tampoco causaría una interrupción lo suficientemente grande, dice MacIntyre.

Cualquiera que sea el culpable, el efecto sería el mismo: Los gases acumulados se liberan de su estado disuelto, creando densas nubes de dióxido de carbono y metano que, como sucedió con el dióxido de carbono en Nyos, podrían desplazar el oxígeno y asfixiar a personas y animales por igual. Y si se libera suficiente metano al aire en Kivu, existe el riesgo adicional de que se incendie.

Katsev dice que el lago es monitoreado regularmente en busca de signos de aumentos en la concentración de gas, por lo que una surgencia repentina «no nos cogerá por sorpresa.»Más de una docena de estaciones sísmicas también miden la actividad cerca del lago en tiempo real. Y en 2001, un esfuerzo comenzó a reducir el riesgo de otro desastre en Nyos al desviar el agua del fondo del lago a través de una tubería a la superficie, donde el dióxido de carbono se libera al aire a un ritmo seguro. Se están realizando esfuerzos similares en Kivu.

Extraer las profundidades

A medida que aumentan las concentraciones de gas en las profundidades de Kivu, también aumenta el riesgo. Wüest y sus colegas encontraron que de 1974 a 2004 la concentración de dióxido de carbono aumentó en un 10 por ciento, pero la mayor preocupación en Kivu es la concentración de metano, que aumentó de 15 a 20 por ciento durante el mismo período.

Sin embargo, puede haber una manera de convertir el riesgo de Kivu en recompensa. El mismo gas que podría alimentar un desastre natural mortal tiene potencial como fuente de energía renovable para la región. En 2008, Ruanda lanzó un programa piloto que tomaba metano del lago para quemarlo como gas natural y el año pasado firmó un contrato para exportar metano embotellado. Un programa mucho más grande, llamado KivuWatt, entró en línea en 2015.

Los proyectos bombean agua de las capas profundas del lago, y a medida que se reduce la presión en esa agua, se liberan los gases. El metano se extrae para ser utilizado como combustible, y el dióxido de carbono se bombea de vuelta al fondo del lago. «Toman este gas, lo envían a través de un gasoducto en tierra y lo queman de la manera en que se quemarían combustibles fósiles para generar electricidad», dice Katsev.

Esta cosecha puede ayudar a reducir el riesgo de acumulación de gas en el lago, aunque no lo eliminará. Aún así, para un lago con tanto peligro acechando debajo, cualquier cosa ayuda. Y para la región alrededor del lago, podría ser una fuente importante de energía. Una vez que KivuWatt esté completamente en línea, los 100 megavatios de energía producidos por ese proyecto solo marcarán una diferencia significativa para Rwanda, un país en desarrollo que aspira al acceso universal a la electricidad.