キブ湖は、アフリカで最も奇妙な水域の一つです。 特性の珍しいセットは、科学者のための興味深い主題だけでなく、近くに住んでいる何百万人もの人々のための危険と繁栄の潜在的な源にします。Kivuはほとんどの深い湖のように動作しません。

典型的には、湖の表面の水が冷却されるとき—冬の気温や春の融雪を運ぶ川によって、例えば—冷たくて濃い水が沈み、暖かくて密度の低い水が湖の奥深くから上昇する。 対流として知られているこのプロセスは、一般的に深い湖の表面をその深さよりも暖かく保ちます。

しかし、キブ湖では、状況がこの混合を阻止するために共謀し、湖に予期せぬ性質を与え、驚くべき結果をもたらしました。

ルワンダとコンゴ民主共和国の国境にまたがって、キブは、アフリカ大陸がゆっくりと地殻変動の力によって引き離されている東アフリカ地 結果として生じるストレスは地球の地殻を薄くし、火山活動を引き起こし、キブの下に温泉を作り、温水、二酸化炭素、メタンを湖の底層に供給します。 微生物は、二酸化炭素の一部だけでなく、上から沈んでいる有機物を使用してエネルギーを作り、副生成物として追加のメタンを生成します。 Kivuの偉大な深さ—その最も深いポイントで1,500フィート以上—これらのガスが溶解したままになるほど多くの圧力を作成します。この水と溶存ガスの混合物は、水だけよりも密度が高く、上昇するのを妨げます。

水と溶存ガスの混合物は、水だけよりも密度が高く、上昇するのを 深い水はまた、湖の上層から雨が降った堆積物や温泉のミネラルから塩分が多くなり、密度がさらに高くなります。 結果は、ミネソタ州ダルース大学のlimnologist Sergei Katsevは言う、間に薄い遷移層だけで、急激に異なる密度の水のいくつかの異なる層を持つ湖です。

層は大まかに二つの領域に分けることができます：約200フィートの深さの上に密度の低い地表水の一つと、その下に、それ自体がさらに層状化された密な生理食塩水の領域は、ローザンヌのスイス連邦工科大学の水生物理学者Alfred Wüest氏は述べています。 そこに各層内で混合されているが、彼らはお互いに相互作用しません。 「何千年もの間そこに座って何もしない水塊全体を考えてみてください」と、Kivu湖のような奇妙な外れ値を含む、世界の様々な湖の対流を調査する流体力学の年次レビューの2019記事の著者であるWüest氏は述べています。しかし、キブ湖は単なる科学的好奇心以上のものです。

その異常な成層とそのより深い層に閉じ込められた二酸化炭素とメタンは、それが起こるのを待っている災害である可能性があると研究者に心配させています。

潜んでいる危険性

ニオス湖として知られるカメルーンのクレーター湖キブの北西約1,400マイル、同様に蓄積し、湖の底にある火山ベントから大量の溶存ガス、この場合は二酸化炭素をトラップする。 1986年8月21日、そのガス貯留層の致命的な可能性が壮大な方法で実証されました。 おそらく地すべりのために、大量の水が突然変位し、溶解した二酸化炭素が湖の上層と急速に混合して空気中に放出された。 ガスの大きな、致命的な雲は、近くの村で約1,800人を窒息させました。このようなイベントはlimnic噴火と呼ばれ、科学者たちはKivuが同様の、さらに致命的なイベントのために熟している可能性があることを恐れています。

ニオスは比較的小さな湖であり、長さ1マイル以上、幅1マイル未満、深さ700フィート未満である。 キブは55マイルの長さで、30マイルの幅があり、ニオスの2倍以上の深さがあります。 その大きさのために、Katsevは言う、Kivuは”ガスの多くの立方マイルが解放される主要な、壊滅的なlimnic噴火の可能性を秘めています。”

噴火時には約14,000人がニオスの近くに住んでいたが、コンゴ民主共和国のブカブ市の約1万人の住民を含む、今日のキブ湖の近くには2万人以上が住んでいる。 カリフォルニア大学サンタバーバラ校のlimnologist Sally MacIntyre氏は、Kivuがlimnic噴火を経験した場合、”それは完全に壊滅的になるだろう。”

これは単なる理論的な懸念ではありません。 科学者たちは、おそらく3,500と5,000年前の間に発生したKivuでの少なくとも一つの以前のlimnic噴火の証拠であるかもしれないものを発見しました。 湖の底から採取された堆積物コアは、周囲の堆積物とは異なり、茶色の層として知られている特徴を明らかにしました。 これらの堆積物バンドは、「非常に珍しい、有機に富んだ層」であり、噴火の結果である可能性があるとKatsev氏は述べています。

Limnic噴火は二つの理由で発生する可能性があります。 水が溶存ガスで完全に飽和すると、湖に注入された追加の二酸化炭素またはメタンは、溶液から泡立ち、上昇して空気中に放出されます。 噴火はまた、何かがその溶存ガスと深層水を上記の層と混合させ、ガスの圧力を低下させ、ソーダの缶を振ってそれを開く効果と同様に、溶液から素早く出て脱出することを可能にするときにも引き起こされる可能性がある。

ニオス噴火で疑われる規模の地すべりは、湖の大きさと深さのために、キブで十分な混合を引き起こさないかもしれないが、他のいくつかの可能 キブは地震活動地域にあるので、地震は湖に波を発生させ、閉じ込められたガスを放出するのに十分な層を混合する可能性があります。 気候も潜在的な原因です。 堆積物の記録で発見された少なくとも一つの過去の噴火は、より低いレベルでの圧力を低下させ、溶解したガスを放出するのに十分な水を湖の上から蒸発させた干ばつによって引き起こされたようである。 乾燥した時期に水位が低下すると、特に大雨のイベントからの混乱に対してキブをより脆弱にする可能性があります。 彼らは、層を混合させるために湖に供給する数十の流れから十分な蓄積された堆積物を洗い流すことができた、とMacIntyreは言う。

このような一連の出来事の可能性は、惑星が暖まるにつれて上がるかもしれない、とMacIntyreは言う。 気候変動は東アフリカに多くの雨をもたらすでしょう、そして「それは間に干ばつのより大きな間隔でより極端な雨の出来事の形で来るでしょう。”

別の可能なトリガーは、湖の下や周囲の火山からの火山活動ですが、科学者たちはそのリスクが低いと思います。 近くのニラゴンゴ山の2002年の噴火は、キブの底層を破壊するのに十分な材料をもたらしませんでした。 そして、モデリング研究は、湖の下の火山活動が十分に大きな混乱を引き起こさないことを示している、とMacIntyreは言う。蓄積されたガスは溶解状態から放出され、二酸化炭素とメタンの密な雲を作り、Nyosの二酸化炭素で起こったように、酸素を置換し、人や動物を同様に窒息させる可能性がある。 そして、十分なメタンがキブで空気中に放出されれば、それが発火する可能性があるという追加のリスクがあります。

Katsevは、湖がガス濃度の上昇の兆候を定期的に監視されていると言っているので、突然の上昇は”驚きで私たちを捕まえることはありません。”十数以上の地震観測所は、同様にリアルタイムで湖の近くの活動を測定します。 そして、2001年には、二酸化炭素が安全な速度で空気中に放出される表面にパイプを介して湖の底から水を吸い上げることによって、Nyosで別の災害のリ 同様の取り組みがKivuで進行中です。

深さを採掘する

ガス濃度がKivuの深さで上昇するにつれて、リスクも上昇します。 Wüestたちは、1974年から2004年にかけて二酸化炭素の濃度が10％増加したが、Kivuでのより大きな懸念はメタン濃度であり、同時期に15〜20％上昇したことを発見した。しかし、Kivuのリスクを報酬に変える方法があるかもしれません。

致命的な自然災害に燃料を供給する可能性のある同じガスは、この地域の再生可能エネルギー源としての可能性を秘めています。 2008年に、ルワンダは、天然ガスとして燃焼するために湖からメタンを取るパイロットプログラムを開始し、昨年、ボトル入りメタンを輸出する契約を締結しました。 KivuWattと呼ばれるはるかに大きなプログラムは、2015年にオンラインになりました。

プロジェクトは湖の深い層から水を汲み上げ、その水の圧力が低下するとガスが放出されます。 メタンは燃料として使用されるために抽出され、二酸化炭素は湖の底に戻されます。 「彼らはこのガスを取り、陸上のパイプラインを介して出荷し、電気を生成するために化石燃料を燃やす方法でそれを燃やします」とKatsev氏は言います。

この収穫は、湖に蓄積されたガスによるリスクを減らすのに役立つかもしれませんが、それはそれを排除することはありません。 それでも、その多くの危険が下に潜んでいる湖のために、何かが役立ちます。 そして、湖の周りの地域にとって、それは重要なエネルギー源になる可能性があります。 KivuWattが完全にオンラインになると、そのプロジェクトだけで生産される100メガワットの電力は、電気への普遍的なアクセスを目指している発展途上国のルワンダにとって大きな違いを生むでしょう。