制服二氧化碳
2003-04-29陶亮采
青少年科技博览(中学版) 2003年4期
陶亮采
1986年,非洲喀麦隆境内的尼奥斯湖,喷出了一股二氧化碳。这种高浓度的窒息性气体可以填满10个足球场。气流飘散到邻近村庄,竟将1700名村民和成千上万头牲畜活活闷死!
如今,该湖深水之下的可深性二氧化碳又多达创记录水平,眼看当年的二氧化碳喷发事故,即将再次爆发。庆幸的是,科学家们研究出了制服二氧化碳再次喷发的对策。
尼奥斯湖为何周期性地喷发二氧化碳?科学家又是用什么方法制服的呢?
原来,尼奥斯湖宽1800米,深210米,位于一座古老的火山入口处。在湖底下方,地幔内炽热的火山岩浆就像地下泉水源源地输送二氧化碳。这些气体生成含有高浓度碳酸的水,冒起大量的气泡,并涌进湖底。
就大多数火山湖泊而言,由于季节性的温度变化,其暖水层和冷水层相互掺合,使得冒着泡沫的气体会逐渐逸入空中。然而,尼奥斯湖位于热带地区,它的温度几乎保持不变。结果,暖水层就像一个大盖子似的扣在冷水层上面。而冷水层还要持续地吸收二氧化碳,一直到完全饱和,不能再吸的时候,便轰鸣大作,气体压力把含有高浓度碳酸气体的水喷射出湖面,于是大量的二氧化碳随之喷发并飘散至附近的地方。
美国地球化学家威廉·埃文斯提出了“气体提升法”,以抵消二氧化碳在湖底的积累量并降低它喷出湖面的浓度。这样,二氧化碳日积月累的隐患便可被消除。2001年春天,按照“气体提升法”,科学家将一根200米长的升气管插入尼奥斯湖,富含碳酸气的水即从湖底喷发,喷到足有50米高的上空。迄今,这支升气管仍在喷发着二氧化碳。
但是,要让二氧化碳的逸出量抵消它在水中的积累量,还要再增添若干支升气管。应有的管道一旦安装到位,约有3亿立方米的二氧化碳便可以在5年~10年期间排放出去。也就是说,历史上的悲剧不致重演了。