การปะทุลิมนิก

การปะทุลิมนิก (อังกฤษ: limnic eruption) หรือ การพลิกกลับของทะเลสาบ (lake overturn) เป็นภัยธรรมชาติพบได้ยากซึ่งเกิดจากแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ผุดขึ้นจากทะเลสาบน้ำลึกอย่างเฉียบพลัน ส่งผลให้สิ่งมีชีวิตบริเวณนั้นขาดอากาศหายใจ การปะทุนี้อาจก่อให้เกิดคลื่นสึนามิ คลื่นเซชและการเพิ่มขึ้นของ CO₂ นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าแผ่นดินไหว ภูเขาไฟและการระเบิดอื่น ๆ เป็นปัจจัยเอื้อให้เกิดการปะทุลิมนิก ทะเลสาบที่เกิดการปะทุเรียกว่า ทะเลสาบมีพลังลิมนิก (limnically active lakes) หรือทะเลสาบระเบิด (exploding lakes)

ทะเลสาบนีออสที่เกิดการปะทุลิมนิกในปี ค.ศ. 1986

ลักษณะของการปะทุลิมนิก ได้แก่ แหล่งน้ำที่มี CO₂ อิ่มตัว, ก้นทะเลสาบที่มีอุณหภูมิต่ำ บ่งบอกถึงการขาดอันตรกิริยาระหว่างภูเขาไฟกับน้ำในทะเลสาบ, ชั้นความร้อนด้านบนและล่างที่มีความอิ่มตัวของ CO₂ ต่างกันและความใกล้เคียงกับพื้นที่ภูเขาไฟ อย่างไรก็ตามนักวิทยาศาสตร์เสนอว่าการปะทุอาจไม่เกี่ยวข้องกับภูเขาไฟโดยตรงหลังศึกษาผลกระทบจากทะเลสาบโมนูนและทะเลสาบนีออส

เหตุการณ์

 

 

ทะเลสาบโมนูน

 

ทะเลสาบนีออส

ตำแหน่งทะเลสาบที่เคยเกิดการปะทุลิมนิกสองครั้งในสมัยปัจจุบัน

เนื่องจากแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ตรวจพบได้ยากในธรรมชาติ จึงเป็นการยากในการระบุการปะทุลิมนิกในอดีต พลูทาร์ก นักประวัติศาสตร์ชาวโรมันบันทึกว่าในปี 406 ก่อนคริสตกาล ระดับน้ำในทะเลสาบอัลแบโนเพิ่มสูงขึ้นจนท่วมเนินเขารอบ ๆ ทั้งที่ไม่มีฝนตกหรือรับน้ำจากลำน้ำสาขา ระดับน้ำนั้นท่วมไร่นาและไร่องุ่นก่อนจะไหลออกสู่ทะเล เหตุการณ์นี้เชื่อว่าเกิดจากแก๊สภูเขาไฟใต้ตะกอนก้นทะเลสาบปะทุขึ้นมาจนดันระดับน้ำล้น

พบการปะทุลิมนิกในสมัยปัจจุบัน 2 ครั้ง ครั้งแรกเกิดที่ทะเลสาบโมนูนในประเทศแคเมอรูนในปี ค.ศ. 1984 ส่งผลให้มีผู้เสียชีวิตจากภาวะขาดอากาศหายใจ 37 คน ครั้งที่สองเกิดที่ทะเลสาบนีออสที่อยู่ใกล้เคียงในปี ค.ศ. 1986 โดยในครั้งนี้มีปริมาณ CO₂ ปะทุออกมากว่า 80 ล้านลูกบาศก์เมตร ทำให้มีผู้เสียชีวิต 1,700 คนและปศุสัตว์ตาย 3,000 ตัว

ทะเลสาบคีวูตรงพรมแดนระหว่างสาธารณรัฐประชาธิปไตยคองโกกับรวันดาเป็นจุดหนึ่งที่มีรายงานถึงปริมาณแก๊ส CO₂ จำนวนมาก ทะเลสาบแห่งนี้มีความเสี่ยงสูงเนื่องจากรายล้อมด้วยชุมชนหนาแน่นและอยู่ใกล้กับภูเขาเนียรากองโกซึ่งเป็นภูเขาไฟมีพลัง นอกจากนี้ยังพบปริมาณแก๊สมีเทนและอุณหภูมิพื้นผิวที่สูงขึ้น ในปี ค.ศ. 2010 รวันดาดำเนินการวางท่อแก๊สในทะเลสาบคล้ายกับที่ทะเลสาบนีออสเพื่อนำแก๊สมีเทนมาใช้เป็นเชื้อเพลิง และเป็นการลดปริมาณ CO₂ ทางหนึ่ง

สาเหตุ

ทะเลสาบที่จะเกิดการปะทุลิมนิกจะมีความอิ่มตัวระหว่างน้ำกับแก๊สใกล้เคียงกัน แก๊สดังกล่าว ได้แก่ คาร์บอนไดออกไซด์และมีเทน CO₂ อาจเกิดจากแก๊สภูเขาไฟที่ผุดจากใต้ทะเลสาบหรือการเน่าสลายของอินทรียวัตถุ ใต้ทะเลสาบซึ่งมีความดันสูงและอุณหภูมิต่ำเอื้อให้ CO₂ ละลายน้ำจนเมื่อ CO₂ อิ่มตัว ทะเลสาบจะอยู่ในสภาวะไม่เสถียรและส่งกลิ่นคล้ายไข่เน่าและดินปืน อย่างไรก็ตามการปะทุต้องการสิ่งกระตุ้น เช่น ดินถล่ม การปะทุของภูเขาไฟหรือแผ่นดินไหว รวมถึงความอิ่มตัวของแก๊สที่ความลึกเฉพาะก็อาจส่งผลให้แก๊สปะทุเฉียบพลัน เมื่อมีปัจจัยกระตุ้นและความดันเปลี่ยนแปลง ฟองแก๊สจะลอยตัวขึ้นสู่ผิวน้ำและอาจส่งผลให้เกิดคลื่นสึนามิ

การปะทุลิมนิกเป็นปรากฏการณ์หายากเนื่องจากต้องมีแหล่ง CO₂, เป็นทะเลสาบเมโรมิกติกอันเป็นทะเลสาบที่ชั้นน้ำต่างกัน ซึ่งหากชั้นน้ำถูกรบกวนจะส่งผลให้แก๊สปะทุ และทะเลสาบต้องมีความลึกและความดันเพียงพอเพื่อให้ CO₂ ละลายในน้ำ

ผลกระทบ

เมื่อเกิดการปะทุ กลุ่มแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์จะลอยตัวเหนือทะเลสาบและแพร่กระจายไปยังบริเวณรอบ ๆ CO₂ หนาแน่นกว่าอากาศจึงลอยตัวเหนือพื้นดินและแทนที่อากาศหายใจ ผู้ประสบเหตุที่สูดดม CO₂ จะมีภาวะคาร์บอนไดออกไซด์ในเลือดสูง (hypercapnia) และภาวะกรดเกินจากการหายใจ (respiratory acidosis) เมื่อผู้ประสบเหตุพยายามหายใจมากขึ้นจะยิ่งประสบภาวะขาดอากาศหายใจจนเสียชีวิต

การปะทุลิมนิกที่ทะเลสาบนีออสก่อให้เกิดกลุ่มแก๊สที่แพร่ไปยังหมู่บ้านใกล้เคียง ส่งผลให้ชาวบ้านเสียชีวิตเกือบทั้งหมด จากการชันสูตรพบผู้เสียชีวิตมีสีผิวเปลี่ยนไปจึงสันนิษฐานว่ากลุ่มแก๊สนี้อาจมีกรดอย่างไฮโดรเจนคลอไรด์เจือปน แต่ข้อสันนิษฐานนี้ยังเป็นที่ถกเถียง นอกจากนี้ยังพบผู้เสียชีวิตมีตุ่มพองตามผิวหนัง ซึ่งเชื่อว่าเกิดจากแผลเปื่อยจากความดัน เป็นผลจากระดับออกซิเจนในเลือดต่ำเนื่องจากมีคาร์บอนไดออกไซด์ในเลือดสูง

อ้างอิง

คอมมอนส์ มีภาพและสื่อเกี่ยวกับ: การปะทุลิมนิก

1. Volcanic Lakes and Gas Releases USGS/Cascades Volcano Observatory, Vancouver, Washington.
2. Plutarch, Life of Camillus, Internet Classics Archive (MIT), สืบค้นเมื่อ 4 February 2014
3. Woodward, Jamie (7 May 2009), The Physical Geography of the Mediterranean, Oxford University Press (Oxford), ISBN 9780191608414, สืบค้นเมื่อ 23 October 2015
4. Sigurdsson, H.; Devine, J.D.; Tchua, F.M.; Presser, F.M.; Pringle, M.K.W.; Evans, W.C. (1987). "Origin of the lethal gas burst from Lake Monoun, Cameroun". Journal of Volcanology and Geothermal Research. 31 (1–2): 1–16. Bibcode:1987JVGR...31....1S. doi:10.1016/0377-0273(87)90002-3.
5. Kling, George W.; Clark, Michael A.; Wagner, Glen N.; Compton, Harry R.; Humphrey, Alan M.; Devine, Joseph D.; Evans, William C.; Lockwood, John P.; และคณะ (1987). "The 1986 Lake Nyos Gas Disaster in Cameroon, West Africa". Science. 236 (4798): 169–75. Bibcode:1987Sci...236..169K. doi:10.1126/science.236.4798.169. PMID 17789781. S2CID 40896330.
6. Rice, Xan (16 August 2010). "Rwanda harnesses volcanic gases from depths of Lake Kivu". The Guardian. London.
7. "The Power Plant That Could Prevent Disaster". 24 May 2016.
8. Tassi, Franco (2014). "An overview of the structure, hazards, and methods of investigation of Nyos-type lakes from the geochemical perspective". Journal of Limnology. 73 (1). doi:10.4081/jlimnol.2014.836.
9. Freeth, SJ (1989). "Lake Nyos disaster". BMJ. 299 (6697): 513. doi:10.1136/bmj.299.6697.513-a. PMC 1837334. PMID 2507040.
10. BBC Horizon programme "Killer Lakes"