Стратификация кратерных озёр. Накопление углекислоты в толщах воды

В большинстве кратерных озёр углекислый газ ежегодно рассеивается. В течении лета из-за высокой температуры воздуха поверхностные водные слои остаются теплее, чем нижние. По принципу, подобному циркуляции воздуха в воздушном шаре, тёплая вода будет всегда стремится вверх. Но всё происходит наоборот – вода у поверхности  охлаждается быстрее. При этом её плотность становится выше, чем у воды на глубине и она опускается ко дну, в то время как нижние слои поднимаются на поверхность – именно таким образом происходит циркуляция. Когда вода поднимается с глубины, давление в ней падает и она выпускает растворённый в ней углекислый газ. Это предотвращает накопление в водоёме больших объёмов углекислоты.

Система труб, откачиваюзая СО2 на Ниосе

Но на озере Ниос не бывает холодных времён года. Дело в том, что в этом экваториальной регионе постоянно излучаемое солнцем тепло круглый год удерживает воду на поверхности тёплой и легкой. Через некоторое время в озере образуются водные слои различной плотности.  Такая структура, напоминающая слоённый пирог, называется стратификацией. Это означает, что углекислота может накапливаться в нижних слоях озера на протяжении многие веков.

Команда учёных из Кембриджа пытается понять, как в стратифицированном озере скапливается углекислый газ. Для этого они проводят серию лабораторных исследований. Также, как из бутылки шампанского нужно вытащить пробку, чтобы освободить газ, на озере Ниос 21 августа 1986 года должно было случиться что-то, повлекшее за собой выброс в атмосферу более миллиона тонн углекислого газа. Обрушение одной из скал вулканического кратера вполне могло привести к трагедии. Обломок падает в озеро, вызывая колебания стратифицированных вод. Он выталкивает насыщенную углекислым газом воду на поверхность, где и происходит взрыв с выбросом газа. Облако углекислоты заполняет кратер. Затем, оно переваливается через край. Газ стелется по земле. Он в полтора раза тяжелее воздуха и течёт по склону горы, подобно паводковым водам, в поисках низин. У большинства жителей деревни, расположенной неподалёку, просто не остаётся шансов выжить.

Стратификация водоёма

Сегодня 12 тысяч человек всё ещё не могут вернуться домой. Система труб, безопасно откачивающих из водоёма газ была установлена в 2001 году. Уровень газа в озере Ниос постепенно снижается, но в нём до сих пор остается больше СО2, чем было выброшено в атмосферу в 1986 году.