Hồ nước 'bom nổ chậm' đe dọa hàng triệu người

Đáy hồ Kivu, một trong những hồ lớn ở châu Phi, chứa khí carbon dioxide và methane dễ cháy, có thể gây nguy hiểm cho vô số cộng đồng dân cư.

Hồ Kivu ở châu Phi. Ảnh: Africa Adventure

Hồ Kivu được bao quanh bởi các vách đá sừng sững, nằm nép bên trong thung lũng vắt ngang qua Rwanda và Cộng hòa Dân chủ Congo. Trên hồ, ngư dân thường đi lại bằng thuyền nhỏ và đánh bắt cá.

Hồ Kivu là một dị thường địa lý. Lớp nước sâu bên dưới hồ nước nhiều tầng này bão hòa carbon dioxide và methane tích tụ. Chỉ hai hồ nước khác cũng có đặc điểm như vậy là hồ Nyos và hồ Monoun, cả hai đều phun trào trong 50 năm qua, giải phóng đám mây khí độc khiến bất kỳ người và động vật nào trên đường đi ngạt thở. Khi hồ Nyos phun trào năm 1986, nó làm gần 2.000 người chết ngạt và xóa sổ 4 ngôi làng ở Cameroon. Điều đáng lo ngại là hồ Kivu dài gấp 50 lần hồ Nyos và sâu gấp hơn hai lần. Hàng triệu người đang sinh sống bên bờ của nó.

Để giải quyết mối đe dọa và biến khí trong hồ thành nhiên liệu, chính phủ Rwanda cấp phép cho công ty tư nhân KivuWatt khai thác methane từ hồ và sử dụng cho lưới điện toàn quốc. Tuy nhiên, một số nhà nghiên cứu cảnh báo nỗ lực này có thể ảnh hưởng tới cấu trúc hồ, kích hoạt phun trào. Họ đề xuất giải pháp thay thế an toàn hơn làm loãng methane trong hồ, nhưng quá trình khai thác sẽ tốn kém và khó khăn hơn theo thời gian.

Quá trình hồ Kivu biến thành "quả bom nổ chậm"

Hồ Kivu nằm dọc Thung lũng đới tách giãn Đông châu Phi, một số suối nước nóng nằm rải rác cung cấp carbon dioxide và methane cho lớp nước sâu của nó. "Hồ Kivu có cấu trúc thẳng đứng phức tạp", Sergei Katsev, chuyên gia nghiên cứu hồ nước ở Đại học Minnesota Duluth, giải thích. "Trong khi lớp nước ở trên cùng (60 m) hòa lẫn thường xuyên, phần còn lại của hồ phân tầng. Gần 300 km3 carbon dioxide và 58 km3 methane hòa tan lẫn với hydro sulfide độc, vẫn mắc kẹt ở đáy hồ. Chúng nằm ở độ sâu 259 m bên dưới mặt nước".

Những khí này có thể phát nổ phía trên mặt nước. Khi hồ đạt độ bão hòa 100% (hiện nay là hơn 60%), nó sẽ phun trào ngay lập tức", Philip Morkel, kỹ sư kiêm nhà sáng lập Hydragas Energy, tổ chức đang tìm kinh phí cho dự án khai thác methane từ hồ để sản xuất điện, cho biết. "Nó như một ấm nước sôi có vẻ yên tĩnh cho tới khi bắt đầu sủi bọt". Hồ nước cũng có thể phun trào nếu các lớp nước bị xáo trộn như động đất hoặc dung nham chảy nhiều". Phía ngoài khu vực tách giãn nằm ngay dưới hồ, có hai núi lửa đang hoạt động trong phạm vi 24 km.

Vụ phun trào của hồ Kivu sẽ trở thành thảm họa. Theo Morkel, hồ nước sẽ giải phóng tương đương 2 - 6 giga tấn carbon vào khí quyển trong một ngày. Để so sánh, tổng lượng khí thải carbon dioxide trên toàn cầu hiện nay xấp xỉ 38 giga tấn mỗi năm. Lượng khí phun trào đó sẽ lơ lửng bên trên hồ trong đám mây sương mù từ vài ngày tới vài tuần. Những sinh vật ở quanh hồ vào thời gian phun trào sẽ tử vong vì khí cực độc. Bất cứ ai ở trong đám mây sẽ chết chỉ sau một phút.

Nỗ lực của Rwanda nhằm xử lý hồ Kivu và khai thác nhiên liệu

Đối mặt với thảm họa tiềm ẩn, chính phủ Rwanda cho phép KivuWatt khai thác methane từ hồ và biến đổi thành năng lượng. "Cơ chế tương đối đơn giản", Martin Schmid, chuyên gia ở Viện nghiên cứu nước và môi trường Thụy Sĩ", giải thích. "Bạn lấy nước từ độ sâu nào đó có nước giàu khí, sau đó tách nước với carbon dioxide và methane. Tiếp theo, nước đã khử khí được bơm trở lại hồ. Tính đến nay, KivuWatt đã cung cấp 26 MW năng lượng lấy từ hồ cho lưới điện Rwanda có tổng công suất điện hiện nay là 300 MW.

Tuy nhiên, một số chuyên gia cho rằng nỗ lực hiện nay nhằm loại bỏ khí từ hồ có thể kích hoạt vụ phun trào. "Nếu bơm nước về lại lớp nước sâu của hồ, bạn làm loãng vùng tài nguyên trong tương lai. Nhưng nếu bơm ở độ cao lớn hơn như KivuWatt đang làm, nước sẽ chìm xuống qua tầng nước đặc, khiến nước bị trộn lẫn theo chiều dọc. Nguy cơ phun trào gắn liền với chuyển động theo chiều dọc này", Katsev nói.

Dù vậy, Schmid tin tưởng phương pháp hiện nay an toàn. Nỗ lực loại bỏ khí ở quy mô tương đối nhỏ nên không ảnh hưởng nhiều tới hồ nước. Ở tốc độ hiện nay, cần hàng thế kỷ để loại bỏ lượng lớn khí từ hồ. Tuy nhiên, để đạt mục tiêu nhanh hơn, KivuWatt đang lên kế hoạch tăng quy mô. Giai đoạn tiếp theo của dự án sẽ tạo ra tổng công suất hơn 100 MW.

An Khang (Theo National Geographic)