致命气体，廉价能源

生活在非洲基伍湖岸边，每天都要冒着生命危险。大量的甲烷、二氧化碳和硫化氢气体溶解在湖水深层的各个层面。科学家警告说，火山爆发或地震等扰动可能会导致湖水和其中气体的重新分布。这种被称为“翻转”的变动可能会释放出一团由这些化合物组成的看不见的、令人窒息的云团——这种罕见的事件被称为“湖沼喷发”，导致附近多达 200 万人丧生。现在，科学家们不再坐等灾难发生，而是希望利用这些气体中的一些作为廉价能源。

基伍湖位于卢旺达和刚果民主共和国边境，是非洲最大的湖泊之一。它占地 1,040 平方英里，深近 1,600 英尺。该地区火山活动特别活跃，岩浆和地下水为湖水提供气体和矿物质。

二氧化碳在湖底这样的高压低温水中溶解效果最好，而且二氧化碳使水的密度更大，因此会停留在最深处。溶解的甲烷、硫化氢和矿物质也会增加水的密度。死植物和鱼等有机物在湖床上分解，产生额外的甲烷。因此，湖底含有一层层加压的水和气体溶液——很像一瓶苏打水——而上面密度较低的水层就像一个盖子。

随着时间的推移，湖水最深处积累了约 60 立方英里的二氧化碳和约 14 立方英里的甲烷。由于这些气体大部分被困在湖底，湖水深处的黑暗就像一颗定时炸弹。

请勿打扰

湖水的扰动可能会产生与打开汽水瓶盖或打开香槟酒瓶塞时相同的爆炸效果——液体和气体冒泡。在湖中，突然释放的原因可能是地震或热熔岩的浸入扰动了湖中的水层。大量的气体会冒泡，就像在瓶子里发生的情况一样，湖中的物质会涌出并溢出。

该湖位于东非大裂谷，由于两大板块相互分离，非洲大陆正在分裂，因此这里是地震多发区。今年年初，这里发生了两次严重地震，共造成 40 人死亡。

过去基伍湖也曾发生过火山喷发事件。2002 年 1 月 17 日，距离湖面约 11 英里的尼拉贡戈火山喷出的熔岩流烧毁了湖畔城市戈马，迫使 30 万至 40 万人逃离，并摧毁了附近的几个地区。熔岩接触到水面时，产生了巨大的蒸汽云，一些科学家担心这会导致致命的倾覆。幸运的是，熔岩只沉入湖中约 300 英尺——深度不足以释放出有毒的二氧化碳和甲烷云。

如果熔岩下沉到 1,000 英尺深，可能会引发一场灾难，就像 1986 年袭击喀麦隆尼奥斯湖的那场灾难一样。在短短几个小时内，尼奥斯湖释放的二氧化碳足以杀死距离湖面 15 英里以内的 1,700 人，使他们窒息在浓密的二氧化碳云中。这次事件可能是由山体滑坡引发的，但具体原因尚不清楚。尼奥斯湖并不是第一次发生这样的灾难。1984 年，同样位于喀麦隆的莫诺恩湖发生翻覆，造成 37 人死亡。

从基伍湖底部沉积物和岩石沉积物中提取的样本表明，在过去的5000年里，这里确实发生过类似的翻转。一些科学家认为，如果不采取措施，下个世纪可能还会再发生一次这样的翻转。

给机器加油

在喀麦隆，解决办法是安装泵，逐渐将尼奥斯湖和莫诺恩湖底部的甲烷抽出，然后将其释放到水面。研究人员现在意识到，类似的方法可以将基伍湖的甲烷气体输送到岸上的发电厂。该湖含有足够的气体，可以为该地区提供多年廉价、清洁的电力。一个初步项目现已投入运行，共享该湖的两个国家的政府希望最早在 2020 年就能生产出大量电力。卢旺达官员估计，基伍湖可以为几乎整个国家提供 40 多年的电力，还能为刚果提供一些剩余电力。

两国已起草协议，以充分利用基伍湖的甲烷，包括世界银行和丹麦咨询集团 COWI 等承包商在内的多家投资者正在努力启动该项目。

从技术角度来看，这个过程应该很简单。当地一家啤酒厂多年来一直使用湖底的甲烷来发电，证明了这种气体可以从湖床中抽出，用于为该地区的企业和家庭供电。在 2004 年关闭之前的 18 年里，这家啤酒厂几乎完全依赖湖气发电。

原则上，只需将一根管道下沉到足够深的地方，到达湖底，然后抽上最底层的水。随着水位上升，压力下降，释放出甲烷、二氧化碳和其他气体的气泡。气泡增加了水的浮力，迫使水向上流出管道，形成部分真空，将更多的底层水抽上来；最终，泵不再是必要的。然后可以将甲烷与二氧化碳和硫化氢分离，并送往发电厂，在那里燃烧以提供涡轮机的能量。

然而，让事情复杂化的是，湖中的二氧化碳毫无用处，而在此过程中释放的温室气体将加剧全球变暖。相关人士表示，这是避免致命灾难必须付出的代价。COWI 高级工程师 Finn Hirslund 表示：“如果我们什么都不做，火山就会爆发。问题是如何正确避免这种情况。”目前的计划是将二氧化碳泵回湖水的上层，然后慢慢消散到空气中。

无底坦克

科学家和工程师估计，基伍湖中可供开采的甲烷储量接近 10 立方英里，他们预计将在适当的时候建造设施，从湖最深处的几个位置抽取甲烷。

卢旺达和刚果政府希望到 2020 年，湖中的甲烷能提供 400 兆瓦电力，并由两国平分。据参与该项目的一家公司称，由此产生的电力价格将仅为卢旺达当前电价的四分之一。

与此同时，随着有机物质沉入基伍湖底部并分解，会继续产生更多的甲烷——每年约 32 亿立方英尺。但该湖不仅不会威胁到居住在湖岸边的人们的生命，反而可能成为该地区的生计来源。

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非洲的其他杀手湖

研究人员知道世界上有三个湖泊的地质结构能够捕获和释放致命的气体。这三个湖泊都位于非洲，在过去的 25 年里，其中两个湖泊已经证明了它们的危险性。20 世纪 80 年代尼奥斯湖和莫诺恩湖的灾难首次向科学家表明这种现象是可能发生的。这两个湖泊都安装了泵，以从深处抽取气体。

尼奥斯湖位于喀麦隆西北部。湖水之下有一团火山岩浆，二氧化碳从岩浆中渗出并溶解到湖水中。1986 年 8 月 21 日，某种事件（很可能是山体滑坡，但也可能是由于地震或雷暴）导致湖中大量二氧化碳释放。气体以浓厚、令人窒息的云雾形式扩散到湖面 15 英里外。一些人设法逃生，但有 1,746 人死亡，数千只动物因缺氧而死亡。在科学家的建议下，
2001年，湖中安装了一套泵送系统。
莫诺恩湖位于喀麦隆尼奥斯湖附近。1984 年 8 月 15 日晚，住在湖边的人们听到一声奇怪的轰隆声。轰隆声来自湖面，二氧化碳云扩散开来，导致 37 人窒息，其中包括一辆卡车上的 10 人（根据已发表的报告，坐在卡车车顶、二氧化碳云层上方的两人幸免于难）。引发此次骚乱的原因尚不清楚。2003 年安装了水泵，以避免灾难重演。