这座湖可以直接杀死数百万人,没人知道它何时“爆发”( 二 )

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一场灾难并不意味着尼奥斯湖问题的终结——湖中的二氧化碳还在继续累积 。 科学家们开始寻找解决方案 。 从 1990 年开始 , 就有研究团队开始在莫瑙恩湖和尼奥斯湖开展实验 , 用虹吸管对湖水进行脱气 。 科学家将管道竖直插入湖中 , 并用水泵启动初始的流动 。 随着深层水向上方运动 , 压强降低 , 其中的二氧化碳自然溢出 。 而溢出的二氧化碳在管中形成气泡 , 使得管中水压小于外部湖水 , 构成了一个“气泡水泵” , 将深层水继续吸入管道 , 开始向上升 。 虹吸效应使得管道能够在没有外部驱动的情况下维持对尼奥斯湖的自动排气 。
自我维持的被动抽水受管道尺寸的制约 , 速率有限 , 但胜在成本较低 。 尼奥斯湖和莫瑙恩湖分别在 2001 年和 2003 年安装了第一条管道 , 并分别在 2011 年和 2006 年加装了各两条 。 学者们认为 , 3 条管道的脱气速率与二氧化碳自然渗入湖床的速率大致相同 , 足以防止湖水中二氧化碳水平的增加 。

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尼奥斯湖上排气管在水泵驱动的启动阶段(左)和自发维持的运行阶段(右)的示意图(图片来源:Pashute - Own work ,CC BY-SA 3.0 ,https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=16263233)
至此 , 尼奥斯湖和莫瑙恩湖都已在排气举措下“改邪归正” , 但科学家们却仍因溶解气体过多、操作复杂危险而对基伍湖的排气方案莫衷一是 。
更大的湖、更大的麻烦
基伍湖的面积和水量是尼奥斯湖的数千倍 , 含气量也是尼奥斯湖的数百倍 。 更大的规模和更复杂湖体结构的差距在危险性上引起的不只是量变 。
美国密歇根大学安阿伯分校(University of Michigan in Ann Arbor)的生物地球化学家 George Kling 在接受《自然》(Nature)采访时说 , 基伍湖的地质年代更为古老 , 土壤的有机质含量更高 , 这导致微生物产生的大量甲烷、氢气以及有毒的硫化氢气体也会渗入湖泊 , 在底部不断积聚 。 研究显示 , 基伍湖中溶解了 60 立方千米的甲烷 。 瑞士联邦水生科学技术研究所(Swiss Federal Institute of Aquatic Science and Technology)的湖泊物理学家 Alfred Johny Wüest 在同一篇报道中指出 , “基伍湖的问题与尼奥斯湖不同 , 关键就在于甲烷 。 ”甲烷在水中的溶解度远低于二氧化碳 , 这使得甲烷比二氧化碳更容易达到阈值并在扰动下喷发 。
由于湖体结构复杂 ,基伍湖的含气水平和变化趋势也更难确定 。 有专家认为这座湖并没有喷发过的证据 。 但也有研究认为 , 基伍湖至少在 4000 年前曾经发生过一次喷发 。
2021 年 5 月 22 日 , 非洲最活跃的火山之一——尼拉贡戈火山发生了爆发 , 熔岩流向了戈马市 。 火山喷发摧毁了数个村庄 , 导致数十人死亡 , 45 万人流离失所 。 但这次火山喷发并未像人们所担忧的一样引发基伍湖湖沼喷发 。 这说明基伍湖的甲烷浓度距离阈值尚有一段距离——但这段距离到底有远呢?

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尼拉贡戈火山的熔岩湖 。 (图片来源:Cai Tjeenk Willink- Own work ,CC BY-SA 3.0 ,https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=15896832)
一项 2005 年发表在《地球化学、地球物理与地质系统》(Geochemistry ,Geophysics ,Geosystems)的研究将当时的基伍湖深层气体水平同 1975 年的测量结果进行了比较 , 报告称甲烷浓度增加了 15% 。 按照这种趋势发展下去 , 深层甲烷将在 2090 年达到饱和 , 引发喷发 。 2000 年发表在《公共科学图书馆-综合》(PLOS ONE)上的一项研究则认为甲烷水平没有增加 。 这令一些学者如释重负 。 但 Kling 并不认同这一观点 , “从方法论上来看 , 他们完全是在鸡同鸭讲 。 ”Kling 认为 , 这项研究只能说明 , 以某种检测手段并未发现变化 , 但并不足以证明甲烷浓度随着时间推移没有发生变化 。
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