فاجعه نیوس در کامرون؛ چگونه دریاچه‌ای آرام یک‌شبه ۱۷۰۰ نفر را کشت؟
در شبی آرام در سال ۱۹۸۶، نزدیک به ۱۸۰۰ نفر در روستاهای اطراف دریاچه‌ای در آفریقا جان باختند، بی‌آنکه زلزله‌ای رخ داده یا آتشفشانی فوران کرده باشد.
شب ۲۱ اوت ۱۹۸۶، یکی از عجیب‌ترین و مرگبارترین بلایای طبیعی تاریخ در کشور کامرون رخ داد. دریاچه نیوس (Lake Nyos) که در منطقه‌ای کوهستانی قرار دارد، ناگهان حجم عظیمی از گاز دی‌اکسید کربن را آزاد کرد. ابر گاز به‌سمت روستاهای اطراف حرکت کرد و باعث مرگ ۱۷۴۶ نفر و هزاران حیوان شد. بسیاری از قربانیان در خواب جان باختند و حتی فرصت فرار از خانه‌هایشان را پیدا نکردند.
این حادثه دانشمندان را غافلگیر کرد و نشان داد که حتی دریاچه‌ای آرام نیز ممکن است در شرایط خاص به منبع خطری مرگبار تبدیل شود. آیزاک کنفور نجیلا، زمین‌شناس دانشگاه یائونده کامرون، می‌گوید فاجعه دریاچه نیوس کاملاً غیرمنتظره بود و پیش از وقوع آن هیچ هشدار مشخصی وجود نداشت.
چگونه گاز کشنده در اعماق دریاچه جمع شد؟
دریاچه نیوس در دهانه آتشفشانی قدیمی در منطقه آتشفشانی اوکو در کامرون قرار دارد. اگرچه آتشفشان‌های اطراف آن عمدتاً غیرفعال هستند، در اعماق زمین همچنان ماگما وجود دارد که دی‌اکسید کربن آزاد می‌کند. این گاز به‌آرامی از میان شکاف‌های زمین عبور می‌کند، وارد آب‌های زیرزمینی می‌شود و در نهایت به دریاچه می‌رسد. دی‌اکسید کربن در آب حل می‌شود و به‌تدریج در لایه‌های عمیق‌تر تجمع پیدا می‌کند.
گاز دی‌اکسیدکربن ناشی از فعالیت‌های ماگمایی، طی سال‌ها در آب‌های عمیق دریاچه نیوس جمع شد و به‌دلیل فشار زیاد آب، در آنجا به دام افتاد
به‌گزارش زد‌ام ساینس، عمق حدود ۲۰۸ متری دریاچه نقش مهمی در این فرایند داشت. فشار زیاد آب در عمق باعث می‌شد مقدار فراوانی دی‌اکسید کربن به‌صورت محلول باقی بماند. از طرفی، لایه‌های عمیق آب به‌طور طبیعی با آب سطح دریاچه مخلوط نمی‌شدند و گاز فرصت خروج پیدا نمی‌کرد.
برای درک بهتر این وضعیت، می‌توان یک بطری نوشابه گازدار را تصور کرد. وقتی در بطری بسته است، فشار باعث می‌شود دی‌اکسید کربن در مایع باقی بماند؛ اما با بازکردن در بطری، فشار کاهش می‌یابد و گاز به‌شکل حباب از مایع خارج می‌شود.
دریاچه نیوس نیز شرایطی مشابه داشت، با این تفاوت که به‌جای یک بطری کوچک، مخزن عظیمی از آب حاوی دی‌اکسید کربن بود که گاز برای سال‌ها در اعماق آن جمع شده بود.
دانشمندان به آزادشدن ناگهانی حجم بزرگی از گاز محلول در آب دریاچه، فوران دریاچه‌ای (Limnic Eruption) می‌گویند. این پدیده بسیار نادر است، اما در صورت وقوع می‌تواند به مرگ شمار زیادی از انسان‌ها و جانوران منجر شود.
شبی که دریاچه به بمب گازی تبدیل شد
هنوز مشخص نیست چه عاملی باعث آغاز فاجعه سال ۱۹۸۶ شد. یکی از فرضیه‌ها این است که رانش زمین، آب‌های عمیق دریاچه را جابه‌جا کرده و باعث آغاز خروج گاز شده باشد؛ هرچند دانشمندان این توضیح را قطعی نمی‌دانند. بااین‌حال، بررسی شواهد و روایت شاهدان نشان می‌دهد که پیش از حادثه اصلی، نشانه‌هایی غیرمعمول در دریاچه مشاهده شده بود.
در شب ۲۱ اوت ۱۹۸۶، آزادشدن ناگهانی گاز از اعماق دریاچه، واکنشی زنجیره‌ای به راه انداخت و حدود ۱٫۶ میلیون تن دی‌اکسیدکربن را وارد هوا کرد
براساس پژوهشی که در سال ۱۹۹۲ منتشر شد، برخی ساکنان منطقه از ۲۰ اوت متوجه بالا آمدن آب گرم در بخش‌هایی از دریاچه شده بودند. روز بعد نیز شاهدان از صدای انفجاری کوچک، فوران‌های مقطعی آب و ظاهرشدن ستونی سفیدرنگ خبر دادند.
حدود ساعت ۱۰ شب ۲۱ اوت، حادثه اصلی رخ داد. آب‌های عمیق و سرشار از دی‌اکسید کربن به‌سمت سطح دریاچه حرکت کردند. با بالا آمدن آب، فشار کاهش یافت و گاز محلول به‌شکل حباب آزاد شد. تشکیل حباب‌ها باعث کاهش چگالی آب شد و آن را با سرعت بیشتری به‌سمت سطح حرکت داد.
این فرایند به چرخه‌ای مهارنشدنی تبدیل شد: هرچه آب سریع‌تر بالا می‌آمد، گاز بیشتری آزاد می‌شد و هرچه حباب‌های بیشتری تشکیل می‌شدند، آب با سرعت بیشتری به سطح می‌رسید. در مدت کوتاهی، حدود ۱٫۶ میلیون تن دی‌اکسید کربن از دریاچه خارج شد و وارد هوای اطراف شد.
پژوهشی در سال ۱۹۸۷ نشان داد که گاز از ماگمای موجود در زیر منطقه سرچشمه گرفته و در اعماق دریاچه انباشته شده بود. دانشمندان شواهدی از وقوع فوران مستقیم آتشفشانی در زمان حادثه پیدا نکردند. بنابراین، برخلاف بسیاری از فجایع مرتبط با مناطق آتشفشانی، در نیوس خبری از گدازه یا انفجار بزرگ آتشفشانی نبود؛ خطری که جان مردم را گرفت، گازی بی‌رنگ و نامرئی بود.
چرا ابر گاز باعث مرگ هزاران انسان و حیوان شد؟
دی‌اکسید کربن به‌طور طبیعی در جو زمین وجود دارد و در غلظت‌های معمول خطری برای انسان ندارد. اما اگر غلظت آن به‌شدت افزایش یابد، می‌تواند در مدت کوتاهی باعث اختلال در تنفس، بیهوشی و حتی مرگ شود.
غلظت بالای این گاز از دو راه خطرناک است: از یک سو، هوای قابل‌تنفس را جابه‌جا می‌کند و دسترسی بدن به اکسیژن را کاهش می‌دهد و از سوی دیگر، افزایش شدید دی‌اکسید کربن در بدن مستقیماً عملکرد طبیعی اندام‌ها را مختل می‌کند.
ویژگی مهم دیگر دی‌اکسید کربن، چگالی بیشتر آن نسبت به هوای معمولی است. به همین دلیل، هنگامی که حجم عظیمی از این گاز آزاد می‌شود، ممکن است به‌جای پراکنده‌شدن سریع در جو، به‌سمت مناطق کم‌ارتفاع حرکت کند.
در شب فاجعه نیوس، ابر غلیظ دی‌اکسید کربن از دامنه‌ها پایین رفت و در امتداد دره‌های اطراف پیشروی کرد. گاز به روستاهایی رسید که بعضی از آن‌ها حدود ۲۵ کیلومتر با دریاچه فاصله داشتند.
دی‌اکسیدکربن سنگین‌تر از هوا در دره‌های اطراف دریاچه پیش رفت، اکسیژن را جابه‌جا کرد و باعث خفگی ۱۷۴۶ نفر و هزاران حیوان شد
ساکنان منطقه بدون آنکه بتوانند گاز را ببینند یا متوجه خطر شوند، در معرض آن قرار گرفتند. بسیاری در خانه‌هایشان بیهوش شدند و جان باختند. برخی دیگر در جاده‌ها و مزارع از پا افتادند. در مجموع، شمار قربانیان حدود ۱۷۴۶ نفر برآورد شد. هزاران رأس گاو و شمار زیادی از حیوانات دیگر نیز تلف شدند.
تسانگ املدا نجا که هنگام وقوع حادثه تنها پنج سال داشت، سال‌ها بعد در گفت‌وگو با دویچه‌وله توضیح داد که خانواده‌اش ابتدا لرزش شدیدی در خانه احساس کردند و تصور کردند ساختمان در حال فروریختن است. آن‌ها نمی‌دانستند چه اتفاقی افتاده و از خانه بیرون دویدند.
ندونگ فردریک باه، یکی دیگر از بازماندگان، نیز روایت تلخی از آن شب دارد. او می‌گوید ۹ نفر از اعضای خانواده هنگام خواب در خانه بودند، اما در پایان فقط خودش زنده ماند.
فاجعه نیوس نخستین حادثه از این نوع نبود. دو سال پیش‌تر، در اوت ۱۹۸۴، آزادشدن دی‌اکسید کربن از دریاچه مونون در نزدیکی همین منطقه باعث مرگ ۳۷ نفر شده بود. بااین‌حال، دانشمندان هنوز خطر چنین رویدادی را به‌خوبی درک نکرده بودند که فاجعه بسیار بزرگ‌تر نیوس رخ داد.
دانشمندان چگونه خطر تکرار فاجعه را کاهش دادند؟
پس از حادثه، پژوهشگران متوجه شدند که خطر همچنان وجود دارد. دی‌اکسید کربن از اعماق زمین به دریاچه وارد می‌شد و اگر گاز دوباره در لایه‌های عمیق جمع می‌شد، احتمال تکرار فاجعه وجود داشت. برای جلوگیری از این اتفاق، دانشمندان و مهندسان راهی برای خارج‌کردن تدریجی و کنترل‌شده گاز از آب طراحی کردند.
دانشمندان با نصب لوله‌های گاززدایی، امکان خروج تدریجی و کنترل‌شده ی دی‌اکسیدکربن از اعماق دریاچه را فراهم کردند تا از تجمع خطرناک گاز جلوگیری شود
راه‌حل آن‌ها نصب لوله‌های بلندی بود که از سطح دریاچه تا نزدیکی بستر آن امتداد داشتند. آب سرشار از دی‌اکسید کربن از طریق این لوله‌ها بالا می‌آمد و با کاهش فشار، گاز محلول در آن به‌شکل حباب آزاد می‌شد. حباب‌های ایجادشده به بالا آمدن بیشتر آب کمک می‌کردند و پس از شروع جریان، سامانه می‌توانست بدون نیاز به پمپاژ مداوم به کار خود ادامه دهد.
نخستین لوله گاززدایی در سال ۲۰۰۱ در دریاچه نیوس نصب شد و در سال ۲۰۱۱ لوله‌های بیشتری به آن اضافه شدند. سامانه‌های مشابهی نیز در دریاچه مونون راه‌اندازی شدند.
پژوهشی در سال ۲۰۰۵ نشان داد که این روش توانسته است میزان گاز ذخیره‌شده در دریاچه‌ها را در زمان اندازه‌گیری حدود ۱۲ تا ۱۴ درصد کاهش دهد. هرچند نتایج اولیه امیدوارکننده بودند، پژوهشگران هشدار دادند که سرعت خروج گاز هنوز کافی نیست و برای کاهش جدی خطر به لوله‌های بیشتری نیاز است.
اما نتایج پژوهشی در سال ۲۰۲۰ نشان داد که شرایط به‌طور محسوسی بهبود یافته است. براساس این مطالعه، برنامه گاززدایی دریاچه نیوس به دو هدف مهم خود رسیده بود: بخش عمده دی‌اکسید کربن انباشته‌شده از آب خارج شده بود و سامانه می‌توانست گاز جدیدی را که به‌طور طبیعی وارد دریاچه می‌شود، با سرعت مناسبی تخلیه کند.
پژوهشگران نتیجه گرفتند که فعالیت پیوسته حتی یک لوله گاززدایی مناسب می‌تواند برای خارج‌کردن دی‌اکسید کربن با سرعتی برابر با ورود طبیعی آن به دریاچه کافی باشد.
آیا دریاچه نیوس هنوز خطرناک است؟
امروزه، حدود ۴۰ سال پس از فاجعه، دریاچه نیوس بسیار ایمن‌تر از گذشته است. دانشمندان معتقدند که به‌دلیل کاهش حجم گاز انباشته‌شده، احتمال وقوع حادثه‌ای در ابعاد فاجعه سال ۱۹۸۶ به‌شدت کاهش یافته است. بااین‌حال، ورود دی‌اکسید کربن از اعماق زمین متوقف نشده است. به همین دلیل، ادامه فعالیت سامانه‌های گاززدایی و بررسی منظم وضعیت دریاچه برای جلوگیری از تجمع دوباره گاز ضروری است.
پیامدهای انسانی فاجعه نیز همچنان ادامه دارند. بسیاری از بازماندگان پس از حادثه به مناطق دیگری منتقل شدند و برخی امیدوار بودند روزی به محل زندگی پیشین خود بازگردند. اما درگیری‌های طولانی‌مدت در مناطق انگلیسی‌زبان کامرون، بازگشت ساکنان و حتی دسترسی پژوهشگران به منطقه را دشوار کرده است.
با وجود کاهش چشمگیر خطر فوران دوباره، ورود دی‌اکسیدکربن به دریاچه همچنان ادامه دارد و حفظ ایمنی آن به پایش و نگهداری سامانه‌های گاززدایی وابسته است
برای بازماندگان، خاطره فاجعه هنوز زنده است. تسانگ املدا نجا که در کودکی از حادثه جان سالم به در برد، می‌گوید با وجود اینکه خود را فرزند نیوس می‌داند، همچنان از نزدیک‌شدن به دریاچه می‌ترسد.
فاجعه دریاچه نیوس نشان داد که همه بلایای طبیعی با زمین‌لرزه، سیل یا فوران آتشفشان همراه نیستند. گاهی خطری مرگبار می‌تواند سال‌ها در اعماق دریاچه‌ای آرام و بدون نشانه‌ای آشکار جمع شود و ناگهان جان هزاران موجود زنده را تهدید کند.
این حادثه همچنین باعث شد دانشمندان شناخت بهتری از فوران‌های دریاچه‌ای پیدا کنند و روش‌هایی برای کاهش خطر آن‌ها توسعه دهند.