Všichni v kamerunské obci přes noc záhadně zemřeli. Na vině je přilehlé jezero

Z kdysi malebného a tichého jezera Nyos, ležícího v kráteru vyhaslé sopky, se jediné noci stala neviditelná zbraň hromadného ničení. Dne 21. srpna 1986, v pozdních hodinách, uslyšeli obyvatelé okolních vesnic (Nyos, Kam, Cha, Subum) vzdálené, hluboké hřmění – jako by se blížila silná bouře. Bylo to jediné varování, které přišlo z hlubin kalderového jezera.

To, co následovalo, nebyl déšť ani blesky, ale neviditelná smrt. Náhlé uvolnění tlaku (pravděpodobně způsobené sesuvem půdy) proměnilo přehřátou vodu na dně v obří, syčící fontánu. V prvních momentech se nad hladinou vytvořil 100 metrů vysoký sloup vody a pěny, který vyvolal vlnu podobnou tsunami, pustošící pobřeží. Z jezera uniklo 1,6 milionu tun čistého, magmatického oxidu uhličitého.

Oxid uhličitý (CO2) je přibližně 1,5krát těžší než vzduch. Díky tomu se namísto stoupání do atmosféry držel při zemi a začal se valit dolů hustě osídlenými údolími. Mrak, který měl místy na výšku až 50 metrů, se sunul rychlostí 20–50 km/h do vzdálenosti až 25 kilometrů od jezera. Pro obyvatele, kteří spali ve svých chýších, to byla tichá a nevyhnutelná zkáza. Mrak plynu dosáhl v hustě zasažených oblastech koncentrace až 10 %. Běžná hladina CO2 je přitom menší než desetina procenta. Při tak vysoké koncentraci plyn jednoduše vytlačil kyslík z okolního vzduchu i z plic.

Těla obětí nevypovídala o boji – zemřeli v klidu. Lidé, dobytek, ptáci, a dokonce i hmyz uhynuli v důsledku asfyxie (udušení). Přeživší, kteří se probudili z bezvědomí až po desítkách hodin, popsali scénu, která se nepodobala ničemu jinému na Zemi. Celé rodiny omdlévaly - uprostřed věty, na cestě, nebo ve spánku. Jedinou vzpomínkou na hrůzu byl slabý, podezřelý zápach a podivné léze, které se objevily na kůži zasažených, a které byly později identifikovány jako otlaky způsobené dlouhou nehybností v bezvědomí.

Katastrofa si vyžádala životy 1 746 lidí a asi 3 500 kusů dobytka, čímž se jezero Nyos stalo symbolem geologické hrozby, o které svět do té doby neměl tušení.

Jezero Nyos nebylo obyčejné vodní těleso, jednalo se o kráterové jezero usazené ve vulkanické kaldeře. Hluboko pod ním, v zemské kůře, leží magma, které neustále uvolňuje velké množství oxidu uhličitého (CO2). Tento plyn pomalu, ale vytrvale prosakoval do nejspodnějších, chladných a hustých vrstev jezera, kde se rozpouštěl a hromadil.

Aby došlo k tragédii, jako u jezera Nyos, musí se sejít vzácná a nebezpečná kombinace geologických a klimatických podmínek, které vědci nazývají limnická receptura.

Jezero musí být dostatečně hluboké – Nyos má hloubku přes 200 metrů. Taková hloubka znamená obrovský hydrostatický tlak. Každých 10 metrů vodního sloupce přidává jednu atmosféru tlaku, která drží plyn pevně rozpuštěný ve vodě. V případě Nyosu byl CO2 pod tlakem odpovídajícím obří 208 metrů hluboké zátce v láhvi šampaňského. Voda se stává silně přesycenou a plyn je udržován v tekutém stavu.

Kritickým faktorem je stabilní tropické klima. Ve většině jezer v mírném pásu dochází k sezónnímu promíchávání vodních vrstev, kdy se povrchová voda ochladí, klesne a vytlačí vodu ze dna, čímž se plyn bezpečně a pomalu uvolní do atmosféry. V tropickém pásmu se voda neochlazuje, vrstvy zůstávají stabilní a CO2 se po desetiletí hromadí na dně.

K explozi je potřeba jen malé narušení rovnováhy. Nemusí jít o masivní sopečnou erupci, jak se původně spekulovalo. Vědci se shodli, že nejpravděpodobnější příčinou u Nyosu byl sesuv půdy ze stěny kráteru. Ten narušil stabilitu hluboké vrstvy, posunul nasycenou vodu výše, snížil tlak a spustil řetězovou reakci úniku plynu.

V okamžiku, kdy se tlak uvolnil, nastala divoká, ale krátká geologická událost. Z jezera vystřelil sto metrů vysoký sloup vody a pěny, doprovázený silnou tlakovou vlnou. Tato vlna zploštila okolní vegetaci a iniciovala mohutné uvolnění plynu. Dno jezera se prudce smísilo s povrchem – voda se z původně modré změnila na rezavě hnědou až rudou. Toto dramatické zbarvení způsobilo železo z hlubin, které vystoupilo k povrchu a okamžitě zoxidovalo při styku s atmosférou. Hladina jezera navíc klesla o zhruba jeden metr.

Následovala smrtící fáze. Ze dna se uvolnilo odhadem 1,6 milionu tun magmatického oxidu uhličitého, který se choval spíše jako tekutina než plyn. Jelikož je CO2 zhruba o polovinu těžší než vzduch, tento plynný mrak se nechal řídit gravitací, valil se po zemi a kanály údolí rychlostí až 50 km/h. Mrak dosahoval tloušťky až 50 metrů.

V hustě osídlených oblastech, které ležely až 25 km daleko, plyn dosáhl smrtelné koncentrace přesahující 10 %. Vytlačil životadárný kyslík, takže obětem neumožnil ani jediný nádech. Lidé a zvířata umírali okamžitě, udušeni ve spánku, bez jakéhokoli varování či známky boje. Jediným zaznamenaným předchůdcem byl slabý, podezřelý zápach. Tato tichá zkáza se zapsala do historie jako jediná událost svého druhu, s jediným menším předchůdcem: limnickou erupcí u jezera Monoun v roce 1984, která stála život 37 lidí.

Dobře, rozvedu a uspořádám část o technickém řešení a odplyňování do souvislých, poutavých odstavců, s vyloučením odrážek a číslování.

Po šoku způsobeném katastrofou u Nyosu stanul před mezinárodní vědeckou komunitou bezprecedentní úkol: jak zabránit, aby se jezero znovu nestalo hromadnou zbraní. Původní hypotéza sopečné erupce byla rychle vyvrácena, neboť měření neprokázala žádné stopy síry ani seismické otřesy. Tím se potvrdilo, že hrozba spočívá v rozpuštěném plynu a řešení musí být založeno na kontrolovaném odplyňování.

Odvážné, byť riskantní, návrhy na bombardování jezera, které by plyn vyfouklo, byly zamítnuty kvůli hrozbě protržení přírodní stěny kráteru a následné katastrofální záplavy. Vítězná myšlenka přišla od francouzských expertů Michela Halbwachse a Jean-Christopha Sabrouxe, kteří představili program zvaný Nyos Organ Pipes Program (NOPP) – neboli Program varhanových píšťal.

Tento systém funguje v podstatě jako gigantické brčko, tedy potrubí o průměru 140 mm a více, které je spuštěno hluboko, až do nejvíce nasycené vrstvy jezera. Proces je elegantní: zahájí se krátkým mechanickým odčerpáním malého množství vody ze dna. Jakmile směs vody a CO2 začne stoupat potrubím, klesá na ni tlak. Plyn se okamžitě začne uvolňovat z roztoku, čímž vzniká bouřlivý “ efekt šampaňského“. Vzniklé plynové bubliny dodávají celému sloupci vody vztlak, který ho žene s obrovskou silou vzhůru. Tím se proces stává samo-udržitelným. Na hladině jezera se tak rodí trvalá fontána, u Nyosu dosahující výšky 46 metrů.

Implementace NOPP byla zdlouhavým, ale naprosto úspěšným projektem. Po testovacích fázích a experimentech v 90. letech, kdy dokonce 21metrová fontána dokázala poprvé ukázat účinnost systému, byla v roce 2001 u Nyosu instalována první stálá odplyňovací kolona. Postupně byly přidávány další „píšťaly“, a v roce 2009 bylo jezero Monoun prohlášeno za téměř zcela odplyněné a bezpečné pro obyvatele.

U jezera Nyos bylo tempo doplňování CO2 ze zemské kůry nakonec zkroceno. Analýzy z roku 2019 potvrdily, že jezero je již téměř zcela zbaveno nebezpečných koncentrací plynu. Klíčové zjištění inženýrů spočívalo v tom, že pro trvalé udržení bezpečnosti je v provozu postačující jediná modernizovaná trubka. Její průtok byl přesně vyladěn tak, aby kompenzoval a trvale převyšoval rychlost přirozeného doplňování CO2 do jezera (odhadováno na 9–11 milionů m³ za rok). Tento systém tak funguje zcela autonomně, bez nutnosti externího napájení či lidského zásahu, a trvale udržuje jezero pod kontrolou.

Navzdory tomuto technologickému triumfu přetrvává poslední hrozba: slabá přírodní hráz kráterového jezera Nyos. Pokud by došlo k jejímu protržení, hrozila by katastrofická kombinace mohutné záplavy a současného, nekontrolovaného uvolnění zbytkového plynu.

I tak však platí, že díky odhodlání vědců a implementaci elegantního technického řešení se katastrofa u Nyosu stala lekcí a impulsem. Dnes, kde kdysi řádila tichá zkáza, tryská vodní fontána jako symbol trvalého dohledu nad zkrocenými vražednými jezery.

Zdroje:

Wikipedia, Britannica, Science how stuff work, Science Direct