一股神秘气流飘过山村,1700人瞬间丧命,所到之处竟然连苍蝇都死绝了……

1986年8月21日晚间,在非洲国家喀麦隆的西北部地区,一座名叫“尼奥斯”(Nyos)的湖泊突然爆发出一连串轰鸣。


居住在湖畔山谷中的村民纷纷走出家门,想要查看外面的情况。他们并没有看到什么东西,只感到一股气流扑面而来。紧接着,所有人都在一瞬间失去了意识。


数小时过后,少数幸存者开始苏醒过来。他们还没有从意识模糊的状态中完全恢复,就惊恐地发现自己的家人已经变成了一具具尸体。


这些村庄在死一般的寂静中迎来了黎明,往日喧闹的鸟叫和虫鸣也荡然无存。


在那一天,死者的身上竟然没有一只苍蝇停留——因为附近的昆虫也全部都死了


位于喀麦隆的尼奥斯湖。在这里,曾发生过一场震惊全球的神秘灾难。 | The Adventure Collective


看不见的杀手


40年前的这一天,在尼奥斯湖周围25千米范围内共有1746人失去了生命。同时,大量牲畜与野生动物也在一夜之间突然死亡。


除了遍地尸体,这些村庄看不出其他异常之处:田野依旧绿意盎然,房屋完好无损,村民的物品也全都好好地留在原地。死去的人们倒在家门口、炉灶旁,或是躺在自己的床上。他们身上找不到痛苦挣扎的痕迹,似乎一瞬间就被夺走了生命


在遇难村民之外,还有约3500头牲畜在这场灾难中死亡 | United States Geological Survey


事发现场状况令人困惑:很显然,它与地震、洪水等常见灾害都不相符。起初,有人怀疑这是一场烈性传染病爆发——然而,随后进入村庄的外部人员却没有一人染病。


这场离奇的灾难引发了全世界关注。一支跨国科研团队随即前往喀麦隆,对神秘事件展开调查。


在尼奥斯湖边,科学家们很快发现了种种异变的迹象。灾难发生之后,湖水水位下降了大约一米,湖岸附近的树木也被尽数冲倒,原本深邃平静的蓝色湖水现在变成了浑浊的褐色。这景象看起来就像是某种力量引发了一场巨大的海啸。


事发后,尼奥斯湖变成了浑浊的褐色,这说明湖水曾在某种力量推动下剧烈翻涌。| United States Geological Survey


当研究者从湖底采集水样时,他们亲眼目睹了这股神秘力量的真身。一旦被提升至水面处,这些深层湖水就冲破采样器喷涌而出,像沸腾一样冒出大量气泡。


这些现象说明,湖水中蕴含着大量气体。检测发现,这些气体几乎全部都是二氧化碳。


气体大爆炸


通过同位素测定,科学家找到了二氧化碳气体的来源:它们并非由湖中生物产生,而是来自尼奥斯湖下方深层的地底


尼奥斯湖位于一座休眠火山的火山口。这座火山近期并没有喷发迹象,但在它的下方,岩浆活动仍在活跃地进行。岩浆活动正在持续产生富含二氧化碳的火山气体,气体顺着岩石间的缝隙一路上浮。


如果这些气体直接释放到大气中,它们并不会造成多大问题。然而在这里,它们注入了尼奥斯湖的底部。这些气体在湖水中不断溶解蓄积,最终让整个湖泊变成了一颗威力巨大的二氧化碳炸弹


气体的溶解度随压强升高而增加,这意味着在水压较高的湖底,水中可以积累的二氧化碳量会远远超出湖面水平。在常温常压下,1升水中可以溶解接近1升二氧化碳气体;而在尼奥斯湖底最深处,1升湖水就足以容纳高达20升二氧化碳。


尼奥斯湖底同时具备高压环境和不断充入的二氧化碳。二氧化碳在这里大量溶解蓄积,就像是制造出了一瓶巨型汽水。 | 图虫创意


尼奥斯湖位于四季温差较小的热带,平稳的气温减少了湖水对流,让表层与深层湖水能够长时间维持分层状态。平时,聚集在湖底的二氧化碳保持溶解状态,不会释放到周围环境中。


然而,当湖水被搅动、深层湖水上翻到表层时,这颗“二氧化碳炸弹”就会突然引爆


湖泊表层的压强比底部小得多,压强减小意味着二氧化碳溶解度急剧下降。深层湖水一旦到达表层,其中蓄积的二氧化碳就无法继续保持溶解,大量二氧化碳就会变成气泡逸出。更糟糕的是,翻涌的气泡还会进一步搅动湖水,导致更多深层湖水上翻。如此一来,湖底累积多年的二氧化碳就会在短时间内全部释放。


窒息气流


住在高处的目击者证实,事发当时尼奥斯湖上升起了一团巨大的白色云雾,这应该就是夹杂着水滴喷涌而出的二氧化碳气体。科学家推测,这次喷发可能由山体滑坡等原因诱发,它释放的二氧化碳总量或许达到了1.2立方千米,也就是12亿立方米


二氧化碳密度约为空气的1.5倍,它会在空气中下沉,流入地势低洼的山谷地区——这些山谷正是多个村庄的聚集地。


喷发的气体沉入山谷,导致低洼地带二氧化碳浓度迅速飙升 | volcano.oregonstate.edu


正常情况下,室外空气中大约含有0.04%二氧化碳。而在尼奥斯湖灾难发生时,周围部分地区的二氧化碳浓度可能会一度飙升到10%。如此高浓度的二氧化碳足以迅速麻痹呼吸中枢,让人和动物没来得及挣扎就窒息身亡


位于地势较高处的人们吸入二氧化碳较少,他们更容易幸存下来。幸存者出现了恶心、呕吐、呼吸困难、疲劳头晕、意识模糊等症状,他们的表现也与二氧化碳中毒相符


高浓度二氧化碳可抑制呼吸中枢,导致人和动物在短时间内死亡 | Jack Lockwood/US Geological Survey


制服“杀人湖”


至此,尼奥斯湖灾难的真相已经基本明了,但仍有一个性命攸关的问题尚未解决。


岩浆活动并未停止,新产生的二氧化碳仍在源源不断地注入尼奥斯湖湖底——这意味着在未来的某个时候,这颗“二氧化碳炸弹”还会再次引爆。


幸好,一种简单的防灾装置可以避免悲剧重演。这种装置是一根从湖面通向湖底的细长管道。只要通过管道向上抽取湖水,就可以将深层湖水中的二氧化碳以可控的速度释放出来,最终让“气体炸弹”失去威力。


通过“排气管”抽取深层湖水,可以将尼奥斯湖中累积的二氧化碳以可控的速度释放出来。这样可以避免大规模突然喷发,同时还不会对周围环境造成危害。| United States Geological Survey


在数年的实验验证之后,第一条排气管道于2001年在尼奥斯湖正式启用。在2011年,排气管道的数量增加到了3条。2019年的评估结果显示,这里的湖水排气工作达到了预期的效果,湖底蓄积的二氧化碳已经得到大幅削减。未来,这些排气管道还将长期运行,维持尼奥斯湖的稳定状态。


经过科学家与工程师们三十余年的努力,这座“杀人湖泊”终于彻底被人类制服。


参考文献

[1] Tuttle, M.L., Clark, M., Compson, H., Devine, J., Evans, W.C., Humphrey, A., Kling, G., Koenigsberg, E., Lockwood, J.P., and Wagner, G., 1987, The 21 August 1986 Lake Nyos gas disaster, Cameroon; final report of the United States scientific team to the Office of U.S. Foreign Disaster Assistance of the Agency for International Development: U.S. Geological Survey Open-File Report 87-97, iii, 58 p. :ill., maps ;28 cm., https://doi.org/10.3133/ofr8797.

[2] https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1464343X19302286

[3] https://en.wikipedia.org/wiki/Lake_Nyos_disaster

[4] https://www.smithsonianmag.com/science-nature/defusing-africas-killer-lakes-88765263/

[5] https://www.bbc.co.uk/science/horizon/2001/killerlakestrans.shtml

[6] https://www.atlasobscura.com/articles/lake-nyos-1986


作者:窗敲雨

编辑:Luna

封面图来源:United States Geological Survey



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