Đó là hồ Kivu ở Châu Phi.
Hồ Kivu, nằm giữa biên giới Rwanda và Cộng hòa Dân chủ Congo (Trung Phi), mang đến một cảnh quan đáng kinh ngạc, được bao quanh bởi những ngọn núi lửa cao chót vót và những sườn núi xanh tốt với những đồn điền. trồng chè, cà phê và chuối.
Nhưng mà Sâu dưới mặt hồ ẩn chứa một mối đe dọa đáng sợ: Nước bão hòa khí mêtan (CH4), carbon dioxide (CO2) và hydrogen sulfide (H2S). Nếu được giải phóng, sự kết hợp độc hại này có thể cướp đi sinh mạng của hơn hàng triệu người sống dọc theo bờ hồ, tạp chí Thời gian bình luận.
Hiện tại, nước chứa đầy khí bị giữ lại bên dưới một lớp muối nặng khiến nó không thể trồi lên bề mặt. Nhưng rào cản đó có thể dễ dàng bị phá vỡ bởi một trận động đất, một vụ phun trào núi lửa, hoặc thậm chí là áp suất ngày càng tăng của các chất khí. Hồ Kivu được ví như một ‘quả bom hẹn giờ’ khổng lồ.
Tuy nhiên, dưới con mắt của các nhà khoa học và chuyên gia, hồ Kivu còn ẩn chứa tiềm năng cung cấp nguồn năng lượng quý giá cho người dân sống ở vùng lân cận. Họ đã làm gì để biến hồ nước chết chóc này thành ‘mỏ năng lượng’ phục vụ con người?
Chúng ta cùng nhau tìm hiểu nhé!
NƯỚC TUYỆT VỜI NHẤT THẾ GIỚI
Hồ Kivu là một trong những vùng nước kỳ lạ nhất ở châu Phi. Một tập hợp các đặc tính bất thường khiến nó trở thành một chủ đề hấp dẫn đối với các nhà khoa học, cũng như là một địa điểm tiềm ẩn nguy cơ và sự thịnh vượng cho hàng triệu người sống gần đó.
Kivu không giống như hầu hết các hồ sâu. Thông thường, khi nước ở bề mặt hồ nguội đi – chẳng hạn như nhiệt độ không khí vào mùa đông, hoặc những con sông có tuyết vào mùa xuân – thì nước lạnh, dày đặc chìm xuống và nước ấm hơn, ít đặc hơn sẽ tăng lên. lên từ sâu trong hồ. Quá trình này, được gọi là đối lưu, thường giữ cho bề mặt của các hồ sâu ấm hơn so với độ sâu của chúng.
Nhưng tại hồ Kivu, điều này (đối lưu) không xảy ra, khiến nó trở thành điều đáng ngạc nhiên và đáng ngạc nhiên nhất trong mắt các nhà khoa học.
Hồ Kivu được nhìn thấy ở Cộng hòa Dân chủ Congo, ngày 25 tháng 11 năm 2016. Nguồn: REUTERS / Therese Di Campo / File Photo
Trải dài qua biên giới giữa Rwanda và Cộng hòa Dân chủ Congo, Kivu là một trong một loạt các hồ nằm dọc theo Khu vực rạn nứt Đông Phi (EAR), nơi lục địa châu Phi đang dần bị chia cắt bởi các lực kiến tạo.
Kết quả là làm mỏng vỏ Trái đất và kích hoạt hoạt động núi lửa, tạo ra các suối nước nóng bên dưới Kivu, cung cấp cho nó nước nóng, chứa đầy carbon dioxide và mêtan sâu dưới đáy hồ.
Các vi sinh vật tồn tại trong hồ Kivu sử dụng một số carbon dioxide, cũng như chất hữu cơ chìm từ trên cao, để làm năng lượng, do đó tạo ra methane bổ sung như một sản phẩm phụ. Độ sâu lớn của Kivu – hơn 457 mét ở điểm sâu nhất của nó – tạo ra áp suất lớn đến mức các khí này vẫn bị hòa tan.
Hỗn hợp nước và khí hòa tan này đặc hơn nước, ngăn cản sự đối lưu được mô tả ở trên xảy ra. Nước sâu hơn cũng mặn hơn do phù sa đổ xuống từ các tầng trên của hồ và từ các khoáng chất trong suối nước nóng, làm tăng mật độ. Kết quả, theo nhà hóa học Sergei Katsev của Đại học Minnesota Duluth (Mỹ), Kivu là một hồ nước có nhiều lớp nước riêng biệt với mật độ khác nhau, giữa chúng chỉ có những lớp chuyển tiếp mỏng manh.
Thành phần độc đáo của hồ Kivu ở châu Phi ngăn cản sự pha trộn thường thấy ở các hồ sâu khác, dẫn đến sự phân tầng bất thường của nước. Có sự chênh lệch mật độ rõ ràng giữa mỗi lớp. Sự chuyển đổi rõ nét giữa hai trong số các lớp đó được hiển thị ở đây, với nước thấp hơn, ấm hơn, mặn hơn bên dưới (màu đỏ) và nước mát hơn, trong lành hơn ở trên (màu xanh lam). màu xanh da trời). Ranh giới giữa hai lớp chỉ dày vài cm. Nguồn: KM
Alfred Wüest, một nhà thủy lý học tại Viện Công nghệ Liên bang Thụy Sĩ ở Lausanne, giải thích thêm: “Các lớp nước của Hồ Kivu có thể được chia thành hai vùng: Một vùng nước bề mặt ít đặc hơn. dày đặc hơn, ở độ sâu khoảng 61 mét – Và bên dưới đó là nước muối dày đặc mà bản thân nó được phân tầng thêm. Mặc dù vậy, có sự trộn lẫn trong từng lớp nước, nhưng chúng không tương tác với nhau. Chỉ cần nghĩ đến toàn bộ khối nước nằm trong hồ Kivu hàng nghìn năm mà không làm gì cả là đã có thể thấy được sự khác biệt ở Kivu rồi. ”
Hồ Kivu không chỉ là một địa điểm kỳ lạ thu hút các nhà khoa học. Sự phân tầng bất thường của nó và carbon dioxide, mêtan và H2S bị mắc kẹt trong các tầng sâu hơn của hồ khiến các nhà nghiên cứu lo ngại rằng Kivu có thể là một thảm họa đang chực chờ xảy ra.
‘Quả bom khổng lồ’
Cách Kivu khoảng 2.253 km về phía tây bắc, có một hồ miệng núi lửa ở Cameroon được gọi là Hồ Nyos cũng tích tụ và giữ lại một lượng lớn khí hòa tan – trong trường hợp này là carbon dioxide – từ một lỗ thông hơi trên núi. lửa dưới đáy hồ.
Vào ngày 21 tháng 8 năm 1986, khả năng gây chết người của bình xăng đó đã được chứng minh một cách khủng khiếp. Có thể do sạt lở đất, một lượng lớn nước đột ngột bị dịch chuyển, khiến CO2 hòa tan nhanh chóng hòa trộn với các lớp trên của hồ và giải phóng một ‘quả bom khí’ vào không khí. Kết quả là một đám mây khí chết người khổng lồ làm ngạt thở khoảng 1.800 người sống ở những ngôi làng gần đó.
Hồ miệng núi lửa ở Cameroon được gọi là Hồ Nyos. Ảnh: United States Geological Survey
Những sự kiện như thế này được gọi là phun trào limnic (hoặc phun trào CO2), và các nhà khoa học lo ngại rằng Hồ Kivu có thể đã chín muồi cho một sự kiện tương tự, thậm chí nguy hiểm hơn.
Vì hồ Nyos là một hồ khá nhỏ, chỉ dài hơn 1,6 km, rộng chưa đến 1,6 km và sâu chưa đầy 213 mét. Trong khi đó, hồ Kivu dài 86 km và rộng 48 km.
Bởi vì kích thước của nó, tại hồ Kivu có khả năng xảy ra một vụ phun trào đá vôi lớn, thảm khốc, nơi nhiều km khối khí sẽ được giải phóng vào không khí.
Có khoảng 14.000 người sống gần Hồ Nyos vào thời điểm xảy ra vụ phun trào CO2; Hơn 2 triệu người sống ở vùng lân cận của Hồ Kivu ngày nay, trong đó có khoảng 1 triệu cư dân của thành phố Bukavu, thuộc Cộng hòa Dân chủ Congo. Nếu Kivu trải qua một vụ phun trào CO2, nhà nghiên cứu Sally MacIntyre của Đại học California, Santa Barbara (Mỹ) cho rằng: “Sự kiện đó sẽ rất thảm khốc!”.
Đây không chỉ là một mối quan tâm lý thuyết. Các nhà khoa học đã tìm thấy những gì có thể là bằng chứng của ít nhất một vụ phun trào CO2 trước đó ở Hồ Kivu, có thể là từ 3.500 đến 5.000 năm trước, và có thể là một số vụ phun trào gần đây. ở đây nữa. Các lõi trầm tích được lấy từ đáy hồ Kivu đã để lộ các đặc điểm được gọi là các lớp màu nâu không khác gì các lớp trầm tích xung quanh.
Nhà nghiên cứu sinh học Sergei Katsev nói rằng những lớp trầm tích này là “những lớp rất khác thường, giàu chất hữu cơ”, có thể là kết quả của những vụ phun trào CO2 trước đó của hồ.
Hình minh họa Hồ Kivu nơi xảy ra vụ nổ khí CH4. Nguồn: Internet
Theo các nhà khoa học, các vụ phun trào CO2 có thể xảy ra vì hai lý do. Nếu nước trở nên bão hòa hoàn toàn với các khí hòa tan, bất kỳ carbon dioxide hoặc khí mêtan nào được bơm thêm vào hồ sẽ nổi lên và được giải phóng vào không khí.
Phun trào cũng có thể được gây ra khi một thứ gì đó ép lớp nước sâu cùng với các khí hòa tan của nó để trộn với các lớp bên trên, làm giảm áp lực lên các chất khí và cho phép chúng nhanh chóng thoát ra khỏi dung dịch. chất lỏng và thoát ra ngoài, tương tự như tác dụng lắc lon nước ngọt rồi mở nắp.
Chưa hết, hồ Kivu nằm trong khu vực hoạt động địa chấn, vì vậy một trận động đất có thể tạo ra sóng trong hồ sẽ trộn các lớp nước đủ để giải phóng các khí bị mắc kẹt.
Khí hậu cũng là một thủ phạm tiềm năng. Ít nhất một vụ phun trào trong quá khứ được phát hiện trong hồ sơ trầm tích của hồ Kivu là do hạn hán làm bốc hơi đủ nước từ đỉnh hồ để giảm áp suất ở các tầng dưới và giải phóng khí hòa tan. Mực nước thấp trong thời kỳ khô hạn cũng có thể khiến Kivu dễ bị ảnh hưởng bởi những trận mưa đặc biệt lớn. Họ có thể xả đủ lượng trầm tích tích tụ từ hàng chục con suối vào hồ để khiến các lớp trộn lẫn.
Sally MacIntyre cho biết khả năng xảy ra một chuỗi sự kiện như vậy có thể tăng lên khi hành tinh ấm lên. Biến đổi khí hậu sẽ mang lại nhiều mưa hơn cho Đông Phi, và “nó sẽ xuất hiện dưới dạng lượng mưa cực đoan hơn với thời gian hạn hán lớn hơn”.
Một nguyên nhân khác có thể là do hoạt động núi lửa dưới hồ Kivu hoặc từ các núi lửa xung quanh, nhưng các nhà khoa học cho biết nguy cơ của điều đó là thấp. Một vụ phun trào năm 2002 của Núi Nyiragongo gần đó không mang lại đủ vật liệu để xuyên thủng các lớp đáy của Kivu. Và các nghiên cứu mô hình đã chỉ ra rằng núi lửa bên dưới hồ cũng sẽ không gây ra sự gián đoạn đủ lớn, Sally MacIntyre nói.
Dù thủ phạm là gì, hậu quả sẽ giống nhau: Các khí tích tụ được giải phóng khỏi trạng thái hòa tan của chúng, tạo ra các đám mây dày đặc carbon dioxide và mêtan, có thể chiếm chỗ của oxy và làm chết ngạt cả người và động vật sống trong khu vực lân cận. Và nếu đủ lượng khí mê-tan được giải phóng vào không khí tại Kivu, sẽ có thêm nguy cơ nó có thể bốc cháy.
Sergei Katsev nói rằng hồ Kivu thường xuyên được theo dõi để tìm các dấu hiệu về nồng độ khí tăng lên, vì vậy sự gia tăng đột ngột “sẽ không làm chúng tôi ngạc nhiên.” Hơn một chục trạm địa chấn cũng đo hoạt động gần hồ theo thời gian thực.
Năm 2001, một nỗ lực bắt đầu nhằm giảm nguy cơ xảy ra một thảm họa khác tại Hồ Nyos bằng cách hút nước từ đáy hồ qua một đường ống lên bề mặt, nơi carbon dioxide được thải vào không khí với tốc độ nhanh. sự an toàn. Những nỗ lực tương tự cũng đang được tiến hành tại Hồ Kivu.
CHUYỂN ‘CÁI NHÌN ĐÃ CHẾT’ thành MÃ NĂNG LƯỢNG KHỔNG LỒ
Khi nồng độ khí tăng ở độ sâu của Kivu, rủi ro cũng tăng theo.
Nhà vật lý thủy sinh tại Viện Công nghệ Liên bang Thụy Sĩ Alfred Wüest và các đồng nghiệp phát hiện ra rằng từ năm 1974 đến năm 2004, nồng độ carbon dioxide tăng 10%, nhưng đáng lo ngại hơn ở Hồ Kivu. nồng độ mêtan, tăng từ 15 đến 20% so với cùng kỳ.
Tuy nhiên, có thể có một cách để biến mối nguy hiểm ở hồ Kivu thành “phần thưởng”. Cùng một loại khí – có thể gây ra thảm họa thiên nhiên chết người – cũng có tiềm năng như một nguồn năng lượng tái tạo cho khu vực.
Đối với chính phủ Rwandan, các vùng nước giàu mêtan không chỉ là mối đe dọa cần giảm thiểu mà còn là cơ hội. Đất nước này, giống như phần lớn châu Phi, thiếu điện để đáp ứng nhu cầu của dân số ngày càng tăng. Việc khai thác ước tính khoảng 60 tỷ mét khối khí mê-tan ở độ sâu của hồ có thể cung cấp năng lượng cho đất nước với tốc độ hiện tại trong 400 năm – một viễn cảnh có thể thay đổi ở một quốc gia có ít lựa chọn thay thế cho việc nhập khẩu nhiên liệu diesel đắt đỏ.
Năm 2008, Rwanda đã khởi động một chương trình thử nghiệm khai thác khí mê-tan từ hồ Kivu để đốt làm khí đốt tự nhiên. Và năm 2019, Rwanda đã ký hợp đồng xuất khẩu khí mê-tan đóng chai.
Chưa hết, khi dự án có tên KivuWatt ‘chuyển hướng’ vào ngày 31 tháng 12 năm 2015, nó đã vượt quá mong đợi, tạo ra điện năng vượt quá 25 megawatt theo kế hoạch từ ngày đầu tiên.
Nhà máy điện KivuWatt mới – khai thác khí mê-tan bị mắc kẹt sâu trong Hồ Kivu – được xây dựng bởi công ty năng lượng ContourGlobal của Mỹ. Nguồn: Werner Krug / ContourGlobal
Clare Akamanzi, Giám đốc Điều hành của Ban Phát triển Rwanda, nói Reuters Năm 2019, khí mê-tan đóng chai sẽ giúp cắt giảm sự phụ thuộc của địa phương vào gỗ và than củi, những loại nhiên liệu mà hầu hết các hộ gia đình và nhà máy sản xuất chè sử dụng ở quốc gia Đông Phi có hàng chục người này. hàng triệu người này.
Khí mêtan được chiết xuất để sử dụng làm nhiên liệu, và CO2 được bơm trở lại đáy hồ. Sergei Katsev cho biết: “Họ lấy khí này, vận chuyển qua các đường ống trên bờ và đốt nó theo cách bạn đốt nhiên liệu hóa thạch để tạo ra điện.
Việc thu hoạch này có thể giúp giảm nguy cơ tích tụ khí trong bể, mặc dù nó sẽ không được loại bỏ hoàn toàn. Tuy nhiên, đối với một hồ nước với nhiều nguy hiểm rình rập bên dưới, nỗ lực nào cũng đáng giá và được ghi nhận xứng đáng.
Một khi KivuWatt tạo ra công suất 100 megawatt, nó đã tạo ra sự khác biệt đáng kể cho Rwanda, một quốc gia đang phát triển hướng tới việc tiếp cận điện năng phổ cập.
Bài viết sử dụng các nguồn sau: Thời gian, Reuters, KM
