Кіріспе
Табиғи апаттың түрі
A limnic eruption, also known as a lake overturn, is a very rare type of natural disaster in which dissolved carbon dioxide suddenly erupts from deep lake waters, forming a gas cloud capable of asphyxiating wildlife, livestock, and humans. A limnic eruption may also cause tsunamis or seiches as the rising displaces water. Scientists believe earthquakes, volcanic activity, and other explosive events can serve as triggers for limnic eruptions. Lakes in which such activity occurs are referred to as limnically active lakes or exploding lakes. Some features of limnically active lakes include:
saturated incoming water
A cool lake bottom indicating an absence of direct volcanic heat with lake waters
An upper and lower thermal layer with differing saturations
Proximity to areas with volcanic activity
Investigations of the Lake Monoun and Lake Nyos casualties led scientists to classify limnic eruptions as a distinct type of disaster event, even though they can be indirectly linked to volcanic eruptions.
Лимниктік жарылыс, сондай-ақ көлдің аударылуы деп аталатын бұл құбылыс, өте сирек кездесетін табиғи апаттың түрі. Онда еріген көмірқышқыл газы кенеттен терең көл суларынан атып шығып, жануарлар, мал және адамдарды улауға қабілетті газ бұлтын қалыптастырады. Лимниктік жарылыс көтерілген судың орнын толтыру нәтижесінде цунами немесе сейхтерді де тудыруы мүмкін. Ғалымдардың пікірінше, жер сілкінісі, жанартаулық белсенділік және басқа да жарылыс оқиғалары лимник жарылыстарын тудыруы мүмкін. Мұндай құбылыс орын алатын көлдер лимникалық белсенді көлдер немесе жарылатын көлдер деп аталады. Лимникалық белсенді көлдердің кейбір ерекшеліктері:
A limnic eruption, also known as a lake overturn, is a very rare type of natural disaster in which dissolved carbon dioxide suddenly erupts from deep lake waters, forming a gas cloud capable of asphyxiating wildlife, livestock, and humans. A limnic eruption may also cause tsunamis or seiches as the rising displaces water. Scientists believe earthquakes, volcanic activity, and other explosive events can serve as triggers for limnic eruptions. Lakes in which such activity occurs are referred to as limnically active lakes or exploding lakes. Some features of limnically active lakes include:
saturated incoming water
A cool lake bottom indicating an absence of direct volcanic heat with lake waters
An upper and lower thermal layer with differing saturations
Proximity to areas with volcanic activity
Investigations of the Lake Monoun and Lake Nyos casualties led scientists to classify limnic eruptions as a distinct type of disaster event, even though they can be indirectly linked to volcanic eruptions.
* қаныққан кіріс сулары
* көл суларымен тікелей жанартаулық жылудың болмауына нұсқау беретін суық көл түбі
* әртүрлі қанығу деңгейлерімен жоғары және төменгі жылулық қабаттар
* жанартаулық белсенділік аймақтарына жақын орналасу
A limnic eruption, also known as a lake overturn, is a very rare type of natural disaster in which dissolved carbon dioxide suddenly erupts from deep lake waters, forming a gas cloud capable of asphyxiating wildlife, livestock, and humans. A limnic eruption may also cause tsunamis or seiches as the rising displaces water. Scientists believe earthquakes, volcanic activity, and other explosive events can serve as triggers for limnic eruptions. Lakes in which such activity occurs are referred to as limnically active lakes or exploding lakes. Some features of limnically active lakes include:
saturated incoming water
A cool lake bottom indicating an absence of direct volcanic heat with lake waters
An upper and lower thermal layer with differing saturations
Proximity to areas with volcanic activity
Investigations of the Lake Monoun and Lake Nyos casualties led scientists to classify limnic eruptions as a distinct type of disaster event, even though they can be indirectly linked to volcanic eruptions.
Монун көлі мен Ниос көліндегі трагедияларды зерттеу нәтижесінде ғалымдар лимник жарылыстарын жеке апат түрі ретінде жіктеді, тіпті олар жанартаулық жарылыстармен тікелей байланысты болмаса да.
A limnic eruption, also known as a lake overturn, is a very rare type of natural disaster in which dissolved carbon dioxide suddenly erupts from deep lake waters, forming a gas cloud capable of asphyxiating wildlife, livestock, and humans. A limnic eruption may also cause tsunamis or seiches as the rising displaces water. Scientists believe earthquakes, volcanic activity, and other explosive events can serve as triggers for limnic eruptions. Lakes in which such activity occurs are referred to as limnically active lakes or exploding lakes. Some features of limnically active lakes include:
saturated incoming water
A cool lake bottom indicating an absence of direct volcanic heat with lake waters
An upper and lower thermal layer with differing saturations
Proximity to areas with volcanic activity
Investigations of the Lake Monoun and Lake Nyos casualties led scientists to classify limnic eruptions as a distinct type of disaster event, even though they can be indirectly linked to volcanic eruptions.
Тарихи оқиғалар
Лимниктік атылулардың негізгі себебі (газ) көбінесе көрінбейтіндіктен, бұрынғы атылулардың қаншалықты болғанын анықтау қиын. Рим тарихшысы Плутарх 406 ж.б. Альбано көлінің айналасындағы төбелерден асып кеткенін, жаңбыр жаумаған және көлге құятын өзендер болмаған кезде су деңгейінің көтерілуіне ешқандай түсіндірме болмағанын хабарлайды. Содан кейін болған су тасқыны егістіктер мен жүзімдіктерді жойды және ақырында теңізге құйды. Бұл оқиғаның себебі көл төменгі қабатындағы шөгінділерге қамалған жанартау газдары болды деп есептеледі, олар біртіндеп жиналып, кенеттен босап, судың ағып кетуіне әкелді. Жақында бұл құбылыс екі рет байқалды. Бірінші тіркелген лимникалық атылу 1984 жылы Камерунның Монун көлінде болды, нәтижесінде жақын жерде тұратын 37 адам уланудан қайтыс болды. 1986 жылы көршілес Ньос көлінде екінші, одан да қауіпті атылу болды, ол 80 миллион м3-тен астам газды шығарды, шамамен 1700 адам мен 3000 мал уланудан өлді. Үшінші, әлдеқайда үлкен Киву көлі Конго Демократиялық Республикасы мен Руанда шекарасында орналасқан және оның құрамында еріген шөгінділердің көп мөлшері бар. Көлден алынған шөгінді үлгілері көлдегі тірі организмдердің шамамен 1000 жыл сайын жойылатын оқиғаға ұшырағанын және жақын маңдағы өсімдіктердің көлге кері қайтарылғанын көрсетті. Лимникалық атылуларды зардап шеккен аймақтың ауа үлгілерін алып, оның концентрациясын өлшеу арқылы анықтауға болады. Германиядағы Мессел қазбалары Эоценнің басында лимникалық атылу болғанын көрсетеді. Олардың арасында жақсы сақталған жәндіктер, бақалар, тасбақалар, крокодилдер, құстар, қарақұмық жегіштер, жәндік жегіштер, алғашқы приматтар және палеотерлер бар.
Себептер
Көлдің лимникалық жарылуы үшін су газбен толы болуы керек. Бұл екі жағдайда, яғни Ньос және Монун көлдерінде, негізгі компонент болып көмірқышқыл газы табылды. Киву көлінің жағдайында ғалымдар, оның ішінде көл физигі Альфред Джонни Вюст те метан концентрациясына алаңдаушылық білдірді. Көмірқышқыл газы көлдің астынан шығарылған жанартау газынан немесе органикалық материалдың ыдырауынан пайда болуы мүмкін. Көл толыға бастағанша, ол ашылмаған газдалған сусындар сияқты әрекет етеді: көмірқышқыл газы суда ерітіледі. Көлдерде де, суық сусындарда да Генри заңының әсерінен жоғары қысымда көмірқышқыл газы тез ерітеді. Қысым босаған кезде ерітіндіден газдың көпіршіктері пайда болады, олар жер бетіне шығады. Көмірқышқыл газы сондай-ақ суық суда тез ерітеді, сондықтан өте терең көлдер өте көп мөлшерде көмірқышқыл газын ерітеді, өйткені қысым жоғарылайды, ал температура төмендейді, тереңдікпен. Су температурасының аздап көтерілуі көп мөлшерде көмірқышқыл газының шығуына әкелуі мүмкін. Көл толғаннан кейін ол өте тұрақсыз және шіріген жұмыртқа мен оқ-дәрі иісі шығарады, бірақ атылу үшін триггер қажет. 1986 жылы Ниос көлі жарылып кеткенде, жер сілкінісі болған деп күтілуде, бірақ жанартаудың жарылуы, жер сілкінісі, тіпті жел мен жаңбыр дауылдары да мүмкін. Лимникалық жарылыстар белгілі бір тереңдікте газдың біртіндеп қанығуынан да пайда болуы мүмкін, бұл өздігінен газдың пайда болуына әкеледі. Қандай себеп болмасын, триггер газға толы суды көлде жоғары қарай итеріп жібереді, онда газды ерітіндіде ұстауға қысымның төмендеуі жеткіліксіз. Бұл процесте газ бағанасы пайда болады, осы кезде су түбіндегі су сору арқылы жоғары тартылады, ал ол да қашықтан процесспен көмірқышқыл газын жоғалтады. Бұл жарылыс газды ауаға шығарады және цунами жасауға жеткілікті суды ығыстыра алады. Лимниктік жарылыстар бірнеше себептерге байланысты өте сирек кездеседі. Біріншіден, көмірқышқыл газының көзі болуы керек, себебі вулкандық белсенділігі бар аймақтарда қауіп ең көп. Екіншіден, көлдердің басым көпшілігі холомиктік (олардың қабаттары үнемі араласады), бұл еріген газдардың жиналуын болдырмайды. Тек меромиктикалық көлдер ғана қабатталады, бұл көмірқышқыл газының еріген күйінде қалуына мүмкіндік береді. 1000 голомистик көлге тек бір меромистик көл ғана келеді деп есептейді. Ақырында, көлдің үлкен мөлшерде көмірқышқыл газын еріту үшін жеткілікті қысымдағы суы болуы үшін өте терең болуы керек.
Once a lake is saturated, it is very unstable and it gives off a smell of rotten eggs and gunpowder, but a trigger is needed to set off an eruption. In the case of the 1986 Lake Nyos eruption, landslides were the suspected triggers, but a volcanic eruption, an earthquake, or even wind and rain storms can be potential triggers. Limnic eruptions can also be caused by gradual gas saturation at specific depths triggering spontaneous gas development. Regardless of cause, the trigger pushes gas saturated water higher in the lake, where the reduced pressure is insufficient to keep gas in solution. The buoyancy from the resulting bubbles lifts the water even higher, releasing yet more bubbles. This process forms a column of gas, at which point the water at the bottom is pulled up by suction, and it too loses in a runaway process. This eruption discharges the gas into the air and can displace enough water to form a tsunami. Limnic eruptions are exceptionally rare for several reasons. First, a source must exist; regions with volcanic activity are most at risk. Second, the vast majority of lakes are holomictic (their layers mix regularly), preventing a buildup of dissolved gases. Only meromictic lakes are stratified, allowing to remain dissolved. It is estimated only one meromictic lake exists for every 1,000 holomictic lakes. Finally, a lake must be very deep in order to have sufficiently pressurized water that can dissolve large amounts of .
Салдарлар
Жанартау жарылысы болғаннан кейін көлдің үстінде үлкен бұлт пайда болып, айналасына таралады. Бұл газ ауадан ауыр болғандықтан, жерге қарай төмен түсіп, бірден тыныс алуға қажетті ауаны ығыстырып, тұншығуға (асфиксияға) себеп болады. Газ адам ағзасының сұйықтықтарын қышқылдандырып, уыттануға әкелуі мүмкін. Жәбірленушілер ауа тартқанда, іс жүзінде тұншығуды (асфиксияны) жеделдетеді. Ниос көліндегі газ бұлты жақын жердегі ауылға құлап, ондағы барлық адамды дерлік өлтірді; одан да алыс жерлерде де зардап шеккендер тіркелді. Кейбір денелердің терісі түсі өзгергендіктен, ғалымдар газ бұлтында хлорлы сутек сияқты еріген қышқыл болуы мүмкін деген гипотеза ұсынды, бірақ бұл гипотеза күмәндану тудырды. Көптеген құрбандардың терісінде қысымнан пайда болған жаралар табылды, бұл көмірқышқыл газынан тұншығып қалғандардың қанындағы оттегі деңгейінің төмендеуінен туындаған болуы мүмкін. Көлдің жанындағы өсімдіктерге ешқандай зиян келмеді, тек көлге тікелей жақын жерде өскендері ғана зақымданды немесе жойылды. Ол жерде, күшті жарылыс салдарынан пайда болған үлкен цунами өсімдіктерге зиян келтірді немесе құртты.
At Lake Nyos, the gas cloud descended into a nearby village where it settled, killing nearly everyone; casualties as far as were reported. A change in skin color on some bodies led scientists to hypothesize the gas cloud may have contained dissolved acid such as hydrogen chloride, though this hypothesis is disputed. Many victims were found with blisters on their skin, thought to have been caused by pressure ulcers, which were likely caused by low blood oxygen levels in those asphyxiated by carbon dioxide. Nearby vegetation was largely unaffected, except any growing immediately adjacent to the lake. There, vegetation was damaged or destroyed by a high tsunami caused by the violent eruption.
Газсыздандыру
Қазіргі уақытта осы көлдерден газды шығару және оның қайта жиналуына, осылайша тағы бір апатқа әкелуіне жол бермеу үшін шешім табу жұмыстары жүргізілуде. 1990 жылы француз ғалымы Мишель Халбвакс басқаратын команда Монун және Ниос көлдерінде сифондарды пайдаланып, осы көлдердің суларын бақылаулы түрде газсыздандыру тәжірибесін бастады. Команда көлге тік орналасқан құбырды орналастырды, оның жоғарғы жағы су бетінен жоғары болды. Газбен қаныққан су құбырдың түбіне кіріп, жоғары көтеріледі. Су бетіндегі төмен қысым газдың ерітіндіден шығуына мүмкіндік береді. Ағынды бастау үшін құбыр арқылы аз мөлшерде суды механикалық түрде сорғылау жеткілікті. Қаныққан су көтерілгенде газ ерітіндіден шығып, көпіршіктер пайда болады. Көпіршіктердің табиғи икемділігі суды құбыр арқылы жоғары жылдамдықпен көтеріп, бетте фонтанға айналдырады. Газсыздандырылған су сорғы ретінде әрекет етеді, құбырдың түбіне көбірек су тартады және өзін-өзі сақтайтын ағыс құрайды. Бұл табиғи атқылауға алып келетін процеске ұқсас, бірақ бұл жағдайда құбырдың мөлшерімен басқарылады. Әр құбырдың сорғылау сыйымдылығы шектеулі, сондықтан Монун және Ниос көлдерінің терең суының маңызды бөлігін газсыздандыру және көлдерді қауіпсіз ету үшін бірнеше құбыр қажет. Терең көл суларында еріген газ болғандықтан құбырлар мен электрониканың тозуына себеп болатын сәл қышқылдық бар, сондықтан оларға үнемі күтім қажет. Құбырлардан шығатын газ көл бетінде тыныс алуға жарамсыз қабат құрып, жануарлар мен өсімдіктер үшін проблема тудыруы мүмкін деген алаңдаушылық бар. 2001 жылдың қаңтар айында француз-камерундық команда Ниос көлінде бір құбыр орнатты, ал 2011 жылы Біріккен Ұлттар Ұйымының Даму бағдарламасынан қаржылық қолдаумен тағы екі құбыр орнатылды. 2003 жылы Монун көлінде құбыр орнатылды және 2006 жылы тағы екеуі қосылды, содан бері көл қауіпсіз деп танылды. АҚШ-тағы Мичиган көлі әр жылдың күзінде өздігінен аз мөлшерде газсызданады деген деректер бар.
Киву көлінің қауіптері
Киву көлі Ниос көлінен 1700 есе үлкен ғана емес, сонымен қатар, жағалауында екі миллионнан астам адам тұратын, халық тығыз қоныстанған аймақта орналасқан. Демократиялық Конго Республикасының көлге тиесілі бөлігінде қарулы қақтығыстар мен Конго Демократиялық Республикасы үкіметінің әлсіз мемлекеттік басқару қабілеті байқалады, бұл зерттеулерді де, одан кейінгі қадамдарды да қиындатады. Киву көлі әлі толық қанығу деңгейіне жеткен жоқ; егер судың қанығуы артып, қауіпті деңгейге жетсе, лимник атылу адам мен жануарлар өміріне зор қауіп тудырып, миллиондаған адамның өліміне себеп болуы мүмкін. Киву көлінің физикалық жағдайындағы екі маңызды өзгеріс лимник атылу мүмкіндігіне назар аударды: метанның ыдырауының жоғары деңгейі және беткі температураның көтерілуі. Тарихи және қазіргі температураны зерттеу нәтижесінде Киву көлінің беткі температурасы он жыл сайын шамамен 0,12°C-қа артатыны анықталды. Күлді Монун және Ниос көлдеріндегідей газсыздандыру жүргізуге болар болса да, Киву көлінің аумағы мен газдың көлеміне байланысты мұндай операцияға миллиондаған доллар жұмсалуы мүмкін. 2010 жылы Руандада көлдегі метанды отын ретінде пайдаланып, электр энергиясын өндіру жобасы іске қосылды. Жануға қабілетті метан газын алу кезінде, жағалаудағы электр станцияларын қуатпен қамтамасыз ету үшін қолданылатын газдың бір бөлігі "катализаторлық тазарту" процесі арқылы алынып отырады. Киву көлінде лимник атылу қаупін жою үшін жеткілікті газ алынатыны әлі белгісіз.