危險的氣體，廉價的能源

蘇美蘭

在非洲基伍湖湖畔生活是異常危險的。盡管這里沒有食人鱷，也沒有洪水，但隱藏著一種罕見的天災，科學家稱之為“湖泊翻轉(zhuǎn)”。如今，科學家正想辦法化解這種天災，甚至利用它為人類造福。

烈性的“蘇打飲料”

基伍湖，坐落在盧旺達和剛果民主共和國之間，它占地2700平方千米，平均水深兩百多米，是非洲最大和最深的湖泊之一。基伍湖湖面廣闊，魚鳥眾多，植被豐富，優(yōu)美的景色吸引了漁民和游客，成為人口密集之地。

不過，基伍湖的地理位置有些特殊，它躺在東非大裂谷中，是非洲大陸正在分裂的地方，而且，基伍湖附近有許多活躍的活火山，讓這里成為地質(zhì)活動的熱區(qū)。

特殊的地理位置賦予了基伍湖特殊的水質(zhì)?？茖W家注意到，基伍湖的湖水是分層的——從上到下，湖水的溫度、密度、礦物質(zhì)的含量以及流動速度分成了穩(wěn)定的層次，越往下，湖水溫度越低，密度和礦物質(zhì)含量越高，湖水也越來越靜止。令科學家擔憂的是，在基伍湖看似平靜的湖底，還潛伏著巨大的安全隱患。巖漿和地下水產(chǎn)生的二氧化碳、硫化氫、甲烷等氣體，通過復雜的地下流動系統(tǒng)，不停地注入基伍湖湖底。在低溫高壓的水層，氣體被溶解地很充分，也進一步增加了水的密度，使這些氣體積累在湖底。

這種情況很像一瓶蘇打飲料——高壓的氣體水溶液被封在湖水中，同時密度更小、位置更高的水層起到瓶蓋的作用。隨著時間的流逝，如今基伍湖的湖底已經(jīng)積累了240立方千米的二氧化碳和60立方千米的甲烷。這些處于高壓溶解狀態(tài)的氣體要么能夠使人窒息，要么是易燃的炸藥，它們和湖水組成了一大瓶烈性的“蘇打飲料”。

危險的“湖泊翻轉(zhuǎn)”

風平浪靜的時候，基伍湖的氣體會乖乖地呆在湖底。然而，自然界有很多方法可以搖晃“飲料瓶”，使基伍湖上演一場雪崩式的氣體噴發(fā)。

搖“飲料瓶”的方法可以是地震，也可以是火山爆發(fā)。前者能夠讓基伍湖的水層重新分布，只要溶解了大量氣體的高壓底層水來到了湖泊的上層，二氧化碳和甲烷就會冒著氣泡涌出來;后者生產(chǎn)高溫的巖漿，如果巖漿能夠下沉到足夠深的地方，就能加熱湖底（進而降低氣體的溶解度），使二氧化碳和甲烷析出。無論哪種方式，如沸騰般冒著泡的氣體都能夠攪動湖水，帶來連鎖反應，短時間噴出巨量的致命毒氣云——這就是所謂的“湖泊翻轉(zhuǎn)”。事實上，非洲喀麥隆的湖泊最近已經(jīng)發(fā)生過兩次“湖泊倒轉(zhuǎn)”，一次發(fā)生在1984年喀麥隆的莫瑙恩湖，還有一次發(fā)生在1986年喀麥隆的尼奧斯湖，這兩場災難中，湖泊噴發(fā)的氣體都是濃密的二氧化碳云，造成大量平民窒息死亡。

相比于莫瑙恩湖和尼奧斯湖，基伍湖的面積更大，積累的高壓氣體含量更多，更具毒性?；楹坏┌l(fā)生“湖泊倒轉(zhuǎn)”，后果將是難以想象的。通過對基伍湖湖底的沉積物進行研究，科學家就曾發(fā)現(xiàn)，在數(shù)千年前，基伍湖中所有的動物遭遇過一次大滅絕，大量的陸地植物也被卷入了湖中。原因在于，當時基伍湖中積累了很久的甲烷噴發(fā)出來并被點燃，使整個湖水產(chǎn)生了大爆炸。科學家預測，這樣的災難幾乎每隔千年就會重復上演一次。

2002年，科學家的預測差點就變成了現(xiàn)實。1月17日，尼拉貢戈火山（距離基伍湖17千米）發(fā)生劇烈噴發(fā)，火山巖漿毀掉了整個戈馬市（剛果民主共和國的一個省會城市），然后沖破重重阻礙，朝著基伍湖涌了過去。如果火山巖漿流到基伍湖湖底，就能將湖中蓄積的大量甲烷釋放出來并點燃，從而引起驚天大爆炸。萬幸的是，熔巖到達湖畔時已經(jīng)是強弩之末，只是被湖面冷卻下來，激起了數(shù)十米高的氣浪，轟響聲傳到了數(shù)千米之外。

將氣體抽出來

雖然基伍湖逃過一劫，但科學家明白，危險并未解除。如果任憑甲烷和二氧化碳積累下去，下一次“湖泊翻轉(zhuǎn)”仍不可避免。要想拯救湖畔的生命，唯一的辦法就是將氣體抽出來?？溌∪司褪沁@么做的，他們在尼奧斯湖和莫瑙恩湖安裝了抽氣泵，將湖底的二氧化碳抽出來，然后將其釋放到大氣中去。

基伍湖地區(qū)的居民決定效仿并改進這種辦法。由于基伍湖的面積是尼奧斯湖的兩千倍，僅僅利用抽氣泵來放氣，效果只能是杯水車薪，而且，基伍湖中的氣體主要是甲烷，這是一種不錯的能源，可以用來發(fā)電。盧旺達官方估計，基伍湖中的甲烷足夠給盧旺達全國帶來40年的穩(wěn)定電力，所以，盧旺達和剛果民主共和國積極向國外實力雄厚的能源公司尋求合作，希望在2020年建設(shè)出大規(guī)模的甲烷發(fā)電站。

從技術(shù)的角度看，抽取甲烷的過程是比較簡單的。工程人員需要將管道伸向湖底，將富含氣體的湖水抽上來。當湖水上升時，壓力減小，就會自動釋放甲烷、二氧化碳和硫化氫。氣體和水分離后，被送入滌氣器，甲烷和二氧化碳也會分開。緊接著，甲烷通過管道運送至岸邊，驅(qū)動巨大的渦輪發(fā)電機發(fā)電，水被從新注入湖中，二氧化碳則“放生”到大氣中。

相比于技術(shù)，資金才是更需要解決的問題，因為只有大規(guī)模、高速度的抽取才能緩解基伍湖氣體的壓力，浩大的工程需要配備巨型駁船、大口徑管道和高效的抽水泵?？茖W家和工程人員要和時間賽跑，才能阻止災難發(fā)生，將基伍湖變?yōu)榘踩哪茉磳殠臁?/p>