a Kivu-tó Afrika egyik legfurcsább vízteste. Szokatlan tulajdonságai miatt érdekes téma a tudósok számára, valamint potenciális veszélyforrás és jólét a közelben élő emberek milliói számára.

Kivu nem úgy viselkedik, mint a legtöbb mély tó. Jellemzően, amikor a tó felszínén lévő vizet lehűtik — például a téli levegő hőmérséklete vagy a tavaszi hóolvadást hordozó folyók—, akkor a hideg, sűrű víz elsüllyed, és melegebb, kevésbé sűrű víz emelkedik fel a tó mélyéből. Ez a konvekció néven ismert folyamat általában a mély tavak felületét melegebbé teszi, mint mélységük.

de a Kivu — tónál a körülmények összeesküdtek, hogy megakadályozzák ezt a keveredést, ami váratlan tulajdonságokat és meglepő következményeket adott a tónak.

A Ruanda és a Kongói Demokratikus Köztársaság közötti határon átívelő Kivu egyike a kelet-afrikai Hasadékvölgyet szegélyező tavak sorának, ahol az afrikai kontinenst lassan széthúzzák a tektonikus erők. Az ebből eredő feszültségek vékonyítják a földkérget és vulkáni aktivitást váltanak ki, forró forrásokat hozva létre a Kivu alatt, amelyek forró vizet, szén-dioxidot és metánt táplálnak a tó alsó rétegeibe. A mikroorganizmusok a szén-dioxid egy részét, valamint a felülről süllyedő szerves anyagokat használják energia létrehozására, melléktermékként további metánt termelve. Kivu nagy mélysége — több mint 1500 láb a legmélyebb pontján-olyan nagy nyomást hoz létre, hogy ezek a gázok feloldódnak.

a víz és az oldott gázok keveréke sűrűbb, mint a víz önmagában, ami visszatartja a felemelkedéstől. A mélyebb víz sósabb a tó felső rétegeiből és a forró forrásokban lévő ásványokból leeső üledék miatt is, ami tovább növeli a sűrűséget. Az eredmény, mondja Szergej Katsev, a Minnesota Duluth Egyetem limnológusa, egy tó, amelynek több különálló vízrétege élesen eltérő sűrűségű, csak vékony átmeneti rétegek között.

a rétegek nagyjából két régióra oszthatók: az egyik kevésbé sűrű felszíni víz körülbelül 200 láb mélység felett, és alatta egy sűrű sós víz régiója, amely maga is rétegzett, mondja Alfred W. D. A. D., a Lausanne-i Svájci Szövetségi Technológiai Intézet vízi fizikusa. Minden rétegen belül keveredik, de nem lépnek kölcsönhatásba egymással. “Gondoljunk csak az egész víztömegre, amely évezredek óta ott ül, és semmit sem csinál” – mondja W Ons, a 2019-es cikk szerzője a Folyadékmechanika éves felülvizsgálata a konvekció felmérése a világ különböző tavaiban, beleértve a furcsa kiugró értékeket, mint például a Kivu-tó.

de a Kivu-tó több, mint tudományos kíváncsiság. Szokatlan rétegződése, valamint a mélyebb rétegeiben rekedt szén-dioxid és metán miatt a kutatók attól tartanak, hogy katasztrófa várhat rá.

leselkedő veszély

Kivutól körülbelül 1400 mérföldre északnyugatra a kameruni nyos — tó néven ismert kráter — tó hasonlóan felhalmozódik és nagy mennyiségű Oldott gázt-ebben az esetben szén-dioxidot-csapdába ejti a tó alján lévő vulkáni szellőzőnyílásból. Augusztus 21, 1986, a halálos potenciál, hogy a gáztartály mutatták látványos módon. Valószínűleg egy földcsuszamlás miatt nagy mennyiségű víz hirtelen elmozdult, aminek következtében az oldott szén-dioxid gyorsan összekeveredett a tó felső rétegeivel, és felszabadult a levegőbe. A gáz nagy, halálos felhője mintegy 1800 embert fulladt meg a közeli falvakban.

Az ilyen eseményeket limnikus kitöréseknek nevezik, és a tudósok attól tartanak, hogy a Kivu megérett egy hasonló, még halálosabb eseményre. A Nyos egy viszonylag kicsi tó, egy kicsit több mint egy mérföld hosszú, alig egy mérföld széles és kevesebb, mint 700 láb mély. Kivu 55 mérföld hosszú, 30 mérföld széles a legszélesebb pontján, és több mint kétszer olyan mély, mint a Nyos. Mérete miatt, mondja Katsev, Kivu ” nagy potenciállal rendelkezik, katasztrofális limnikus kitörés, ahol sok köbméter gáz szabadul fel.”

körülbelül 14 000 ember élt Nyos közelében a kitörés idején; ma több mint 2 millióan élnek a Kivu-tó közelében, köztük nagyjából 1 millió lakos Bukavu városában, a Kongói Demokratikus Köztársaságban. Ha Kivu limnikus kitörést tapasztalna, mondja Sally MacIntyre, a Kaliforniai Egyetem Limnológusa, Santa Barbara, ” teljesen katasztrofális lenne.”

Ez nem csak elméleti kérdés. A tudósok bizonyítékot találtak legalább egy korábbi limnikus kitörésre Kivuban, amely valószínűleg 3500-5000 évvel ezelőtt történt, és valószínűleg több újabb is. A tó fenekéről vett üledékmagok olyan barna rétegekként ismert tulajdonságokat tártak fel, amelyek ellentétben állnak a környező üledékekkel. Ezek az üledéksávok ” nagyon szokatlanok, szerves gazdag rétegek,-mondja Katsev, ez kitörések eredménye lehet.

Limnikus kitörések két okból is előfordulhatnak. Ha a víz teljesen telített lesz oldott gázokkal, a tóba befecskendezett további szén-dioxid vagy metán kénytelen lesz buborékolni az oldatból, felemelkedni és a levegőbe engedni. Kitörések akkor is előfordulhatnak, ha valami arra kényszeríti a mély vizet oldott gázaival, hogy keveredjen a fenti rétegekkel, csökkentve a gázokra nehezedő nyomást, és lehetővé téve számukra, hogy gyorsan kijöjjenek az oldatból és elmeneküljenek, hasonlóan ahhoz a hatáshoz, amikor egy doboz szódát ráznak, majd kinyitják.

míg a nyos-kitörés során feltételezett földcsuszamlás valószínűleg nem okoz elegendő keveredést Kivuban, a tó mérete és mélysége miatt számos más lehetséges kiváltó tényező is van. Kivu szeizmikusan aktív területen van, így egy földrengés hullámokat generálhat a tóban, amelyek eléggé összekeverik a rétegeket a csapdába esett gázok felszabadításához. Az éghajlat szintén potenciális bűnös. Úgy tűnik, hogy az üledékrekordban felfedezett legalább egy korábbi kitörést az aszály okozta, amely elegendő vizet párolgott el a tó tetejéről, hogy csökkentse az alacsonyabb szintű nyomást és felszabadítsa az oldott gázokat. A száraz időszakokban a vízszint csökkenése szintén veszélyeztetheti Kivu-t a különösen heves esőzések okozta zavarokkal szemben. A tóba tápláló tucatnyi patakból elegendő beépített üledéket tudnak öblíteni, hogy a rétegek összekeveredjenek, – mondja MacIntyre.

egy ilyen eseménysorozat esélye emelkedhet, ahogy a bolygó felmelegszik, mondja MacIntyre. Az éghajlatváltozás több esőt fog hozni Kelet-Afrikába, és “szélsőségesebb esőzések formájában fog megjelenni, nagyobb aszály intervallumokkal a kettő között.”

egy másik lehetséges kiváltó tényező a tó alatti vagy a környező vulkánok vulkáni aktivitása, de a tudósok szerint ennek kockázata alacsony. A közeli 2002-es kitörés Nyiragongo-hegy nem hozott elegendő anyagot Kivu alsó rétegeinek megzavarásához. A modellezési tanulmányok kimutatták, hogy a tó alatti vulkanizmus sem okozna elég nagy zavart, mondja MacIntyre.

bármi is legyen a tettes, a hatás ugyanaz: a felgyülemlett gázok felszabadulnak oldott állapotukból, sűrű szén-dioxid-és metánfelhőket hozva létre, amelyek, mint a Nyos szén-dioxidjával történt, kiszoríthatják az oxigént, és megfojthatják az embereket és az állatokat egyaránt. És ha elegendő metán kerül a levegőbe Kivu-ban, fennáll annak a további veszélye, hogy meggyulladhat.

Katsev azt mondja, hogy a tavat rendszeresen ellenőrzik a gázkoncentráció emelkedésének jelei miatt, így a hirtelen felemelkedés “nem fog meglepni minket.”Több mint egy tucat szeizmikus állomás valós időben is méri a tó közelében zajló tevékenységet. 2001-ben pedig erőfeszítéseket tettek egy újabb katasztrófa kockázatának csökkentésére a Nyos-ban azáltal, hogy a tó fenekéről egy csövön keresztül a felszínre szippantották a vizet, ahol a szén-dioxid biztonságos sebességgel szabadul fel a levegőbe. Hasonló erőfeszítések folynak Kivuban is.

A mélységek bányászata

ahogy a gázkoncentráció emelkedik a Kivu mélységében, így a kockázat is. W 6974 és 2004 között a szén-dioxid koncentrációja 10% – kal nőtt, de a Kivu esetében a legnagyobb gondot a metánkoncentráció jelenti, amely 15-20% – kal emelkedett ugyanebben az időszakban.

lehet, hogy van mód arra, hogy Kivu kockázatát jutalommá alakítsuk. Ugyanaz a gáz, amely halálos természeti katasztrófát okozhat, megújuló energiaforrásként szolgálhat a régió számára. 2008-ban Ruanda kísérleti programot indított a tóból származó metán földgázként történő égetésére, és tavaly aláírt egy szerződést a palackozott metán exportjára. Egy sokkal nagyobb program, az úgynevezett KivuWatt, 2015-ben jelent meg az interneten.

a projektek vizet pumpálnak a tó mély rétegeiből, és ahogy a víz nyomása csökken, a gázok felszabadulnak. A metánt kivonják üzemanyagként, majd a szén-dioxidot visszaszivattyúzzák a tó fenekére. “Fogják ezt a gázt, elszállítják a csővezetéken keresztül a szárazföldre, és úgy égetik el, ahogy fosszilis tüzelőanyagokat égetnének el villamos energia előállításához” – mondja Katsev.

Ez a betakarítás segíthet csökkenteni a tóban felhalmozódott gáz kockázatát, bár nem szünteti meg. Még mindig, egy tó, hogy sok veszély leselkedik alatt, bármi segít. A tó körüli régió számára pedig fontos energiaforrás lehet. Amint KivuWatt teljesen online lesz, a projekt által termelt 100 megawatt energia önmagában jelentős különbséget jelent Ruanda számára, egy fejlődő ország számára, amely a villamos energiához való egyetemes hozzáférésre törekszik.