危险的气体，廉价的能源

苏美兰

在非洲基伍湖湖畔生活是异常危险的。尽管这里没有食人鳄，也没有洪水，但隐藏着一种罕见的天灾，科学家称之为“湖泊翻转”。如今，科学家正想办法化解这种天灾，甚至利用它为人类造福。

烈性的“苏打饮料”

基伍湖，坐落在卢旺达和刚果民主共和国之间，它占地2700平方千米，平均水深两百多米，是非洲最大和最深的湖泊之一。基伍湖湖面广阔，鱼鸟众多，植被丰富，优美的景色吸引了渔民和游客，成为人口密集之地。

不过，基伍湖的地理位置有些特殊，它躺在东非大裂谷中，是非洲大陆正在分裂的地方，而且，基伍湖附近有许多活跃的活火山，让这里成为地质活动的热区。

特殊的地理位置赋予了基伍湖特殊的水质。科学家注意到，基伍湖的湖水是分层的——从上到下，湖水的温度、密度、矿物质的含量以及流动速度分成了稳定的层次，越往下，湖水温度越低，密度和矿物质含量越高，湖水也越来越静止。令科学家担忧的是，在基伍湖看似平静的湖底，还潜伏着巨大的安全隐患。岩浆和地下水产生的二氧化碳、硫化氢、甲烷等气体，通过复杂的地下流动系统，不停地注入基伍湖湖底。在低温高压的水层，气体被溶解地很充分，也进一步增加了水的密度，使这些气体积累在湖底。

这种情况很像一瓶苏打饮料——高压的气体水溶液被封在湖水中，同时密度更小、位置更高的水层起到瓶盖的作用。随着时间的流逝，如今基伍湖的湖底已经积累了240立方千米的二氧化碳和60立方千米的甲烷。这些处于高压溶解状态的气体要么能够使人窒息，要么是易燃的炸药，它们和湖水组成了一大瓶烈性的“苏打饮料”。

危险的“湖泊翻转”

风平浪静的时候，基伍湖的气体会乖乖地呆在湖底。然而，自然界有很多方法可以摇晃“饮料瓶”，使基伍湖上演一场雪崩式的气体喷发。

摇“饮料瓶”的方法可以是地震，也可以是火山爆发。前者能够让基伍湖的水层重新分布，只要溶解了大量气体的高压底层水来到了湖泊的上层，二氧化碳和甲烷就会冒着气泡涌出来;后者生产高温的岩浆，如果岩浆能够下沉到足够深的地方，就能加热湖底（进而降低气体的溶解度），使二氧化碳和甲烷析出。无论哪种方式，如沸腾般冒着泡的气体都能够搅动湖水，带来连锁反应，短时间喷出巨量的致命毒气云——这就是所谓的“湖泊翻转”。事实上，非洲喀麦隆的湖泊最近已经发生过两次“湖泊倒转”，一次发生在1984年喀麦隆的莫瑙恩湖，还有一次发生在1986年喀麦隆的尼奥斯湖，这两场灾难中，湖泊喷发的气体都是浓密的二氧化碳云，造成大量平民窒息死亡。

相比于莫瑙恩湖和尼奥斯湖，基伍湖的面积更大，积累的高压气体含量更多，更具毒性。基伍湖一旦发生“湖泊倒转”，后果将是难以想象的。通过对基伍湖湖底的沉积物进行研究，科学家就曾发现，在数千年前，基伍湖中所有的动物遭遇过一次大灭绝，大量的陆地植物也被卷入了湖中。原因在于，当时基伍湖中积累了很久的甲烷喷发出来并被点燃，使整个湖水产生了大爆炸。科学家预测，这样的灾难几乎每隔千年就会重复上演一次。

2002年，科学家的预测差点就变成了现实。1月17日，尼拉贡戈火山（距离基伍湖17千米）发生剧烈喷发，火山岩浆毁掉了整个戈马市（刚果民主共和国的一个省会城市），然后冲破重重阻碍，朝着基伍湖涌了过去。如果火山岩浆流到基伍湖湖底，就能将湖中蓄积的大量甲烷释放出来并点燃，从而引起惊天大爆炸。万幸的是，熔岩到达湖畔时已经是强弩之末，只是被湖面冷却下来，激起了数十米高的气浪，轰响声传到了数千米之外。

将气体抽出来

虽然基伍湖逃过一劫，但科学家明白，危险并未解除。如果任凭甲烷和二氧化碳积累下去，下一次“湖泊翻转”仍不可避免。要想拯救湖畔的生命，唯一的办法就是将气体抽出来。喀麦隆人就是这么做的，他们在尼奥斯湖和莫瑙恩湖安装了抽气泵，将湖底的二氧化碳抽出來，然后将其释放到大气中去。

基伍湖地区的居民决定效仿并改进这种办法。由于基伍湖的面积是尼奥斯湖的两千倍，仅仅利用抽气泵来放气，效果只能是杯水车薪，而且，基伍湖中的气体主要是甲烷，这是一种不错的能源，可以用来发电。卢旺达官方估计，基伍湖中的甲烷足够给卢旺达全国带来40年的稳定电力，所以，卢旺达和刚果民主共和国积极向国外实力雄厚的能源公司寻求合作，希望在2020年建设出大规模的甲烷发电站。

从技术的角度看，抽取甲烷的过程是比较简单的。工程人员需要将管道伸向湖底，将富含气体的湖水抽上来。当湖水上升时，压力减小，就会自动释放甲烷、二氧化碳和硫化氢。气体和水分离后，被送入涤气器，甲烷和二氧化碳也会分开。紧接着，甲烷通过管道运送至岸边，驱动巨大的涡轮发电机发电，水被从新注入湖中，二氧化碳则“放生”到大气中。

相比于技术，资金才是更需要解决的问题，因为只有大规模、高速度的抽取才能缓解基伍湖气体的压力，浩大的工程需要配备巨型驳船、大口径管道和高效的抽水泵。科学家和工程人员要和时间赛跑，才能阻止灾难发生，将基伍湖变为安全的能源宝库。