Erupcja limniczna

Erupcja limniczna, zwana również odwróceniem się jeziora – rzadki rodzaj klęski żywiołowej, w której rozpuszczony dwutlenek węgla (CO₂) nagle wydobywa się z dna jeziora, dusząc istoty żywe. Może także spowodować powstanie na zbiorniku wodnym fali przypominającej tsunami, ponieważ zwiększająca się ilość CO₂ wypiera wodę. Przypuszcza się, że przyczyną tego zjawiska może być osunięcie się ziemi, aktywność wulkaniczna lub eksplozja. Jeziora, w których taka erupcja występuje, bywają nazywane aktywnymi limnicznie czy też wybuchającymi.

Niektóre cechy jezior aktywnych limnicznie:

• Woda napływająca bogata jest w CO₂
• Zimne dno jeziora, wskazujące na brak bezpośredniego, wzajemnego oddziaływania między wulkanami a wodami jeziora
• Dolna i górna warstwa termiczna różnią się od siebie nasyceniem CO₂
• Bliskość terenów aktywnych wulkanicznie

Badania licznych ofiar katastrofy nad jeziorem Monoun i katastrofy nad jeziorem Nyos z lat 80. XX wieku pozwoliły ustalić, że erupcje limniczne i wulkaniczne są kataklizmami różnego rodzaju, mimo że są pośrednio ze sobą powiązane.

Odnotowane występowanie

Krowa zabita podczas katastrofy nad jeziorem Nyos

Zjawisko zostało zaobserwowane tylko dwa razy: w Kamerunie nad jeziorem Monoun wystąpiło w 1984 roku, powodując asfiksję i śmierć 37 osób mieszkających w pobliżu, oraz w 1986 roku nad jeziorem Nyos, gdzie w wyniku uwolnienia ponad 80 mln m³ dwutlenku węgla zginęło, również w wyniku asfiksji, około 1700 ludzi oraz 3500 sztuk bydła.

Zważywszy na naturę tego zjawiska trudno jest określić, czy wystąpiło ono jeszcze w innych miejscach, jednakże wiadomo, że ogromne ilości rozpuszczonego dwutlenku węgla znajdują się także w jeziorze Kiwu, na granicy między Demokratyczną Republiką Konga i Rwandą. Osad, pobrany z dna jeziora przez profesora Roberta Hecky'ego z Uniwersytetu Michigan, ujawnił, że limniczne erupcje jeziora występowały prawdopodobnie co ok. tysiąc lat, powodując wyginięcie istot żyjących w jego wodach oraz zagarnięcie pobliskiej roślinności z powrotem do jeziora.

Skamieniałości z kopalni Messel w Niemczech dokumentują tamtejszą erupcję limniczną z czasów eocenu. Pośród ofiar są znakomicie zachowane owady, żaby, żółwie, krokodyle, ptaki, mrówkojady, zwierzęta owadożerne, wczesne naczelne i ssaki z rodzaju Propaleoterium.

Przyczyny

Aby w jeziorze wystąpiła erupcja limniczna, musi pojawić się niemal całkowita saturacja wody. W obydwu znanych przypadkach dwutlenek węgla był głównym składnikiem, jednak w przypadku jeziora Kiwu naukowcy są również zaniepokojeni stężeniem metanu. CO₂ może pochodzić z gazów wulkanicznych, emitowanych z obszarów znajdujących się poniżej jeziora, lub z rozkładu materiału organicznego. Zanim jezioro się nasyci, zachowuje się jak nieotwarty napój gazowany: ponieważ CO₂ łatwiej rozpuszcza się pod wysokim ciśnieniem (prawo Henry’ego), zaraz po otwarciu puszki z napojem na powierzchni pojawiają się pęcherzyki, gdyż spada ciśnienie w jej wnętrzu i CO₂ jest uwalniany z roztworu. W przypadku jezior na dnie panuje ciśnienie tym wyższe, im jest głębiej. To oznacza, że w dużych, głębokich jeziorach mogą być rozpuszczone ogromne ilości CO₂. Dodatkowo CO₂ łatwiej rozpuszcza się w zimnej wodzie, która często znajduje się w głębokich warstwach jeziora (zob. stratyfikacja termiczna). Niewielki wzrost temperatury może prowadzić do uwolnienia się ogromnej ilości dwutlenku węgla.

Bibliografia

• Page of the team degassing Lake Nyos
• Lake's silent killer to be disarmed
• Lake Nyos (1986)