Đêm hồ Nyos giải phóng đám mây CO2 giết chết hơn 1.700 người mà không làm đổ một mái nhà

Khoảng nửa đêm ngày 21 tháng 8 năm 1986, Joseph Nkwain, một người sống sót ở làng Subum, giật mình thức giấc bởi một tiếng động lớn. Dưới các thung lũng, những người sống sót sau này chỉ nhớ lại một tiếng ầm kéo dài khoảng 20 giây xé toạc màn đêm. Trong bóng tối, ông nghe thấy tiếng con gái ngáy rất bất thường. Nkwain vội bước chân sang phía giường của con, nhưng chưa kịp tới nơi thì ông đã ngã quỵ xuống sàn. [3][10][1]

Đến khi gượng dậy mở được cửa và muốn cất tiếng nói, hơi thở của ông nghẹn ứ trong lồng ngực, không thể nào thoát ra được, còn con gái ông trên giường đã chết. Bàng hoàng lấy xe máy chạy qua Nyos, người đàn ông không còn nhìn thấy bất kỳ dấu hiệu nào của một sinh vật còn sống sót dọc đường. [1]

Vụ phun trào hồ tại Nyos ở vùng tây bắc Cameroon đêm hôm ấy đã giết chết 1.746 người và 3.500 gia súc. Kỳ lạ thay, thi thể của những người thiệt mạng nhìn chung không hề có dấu hiệu chấn thương. Rất nhiều nạn nhân chết ngay trên giường ngủ, phần lớn trông như chỉ vừa thiếp đi rồi qua đời vì ngạt thở, để lại một thung lũng tang thương mà không làm đổ sập một mái nhà. [1][10]

Những lời đồn hoang đường sau đêm thảm họa

Khoảng 4.000 cư dân còn sống sót vội vã tháo chạy khỏi khu vực quanh hồ Nyos để tìm đường thoát thân. [1]

Nhiều người sống sót trong tình trạng nguy kịch nhanh chóng được chuyển về điều trị tại bệnh viện chính ở thủ đô Yaoundé của Cameroon. [1]

Ngay cả mốc thời gian của thảm họa cũng xuất hiện những ghi nhận trái ngược, khi tờ Seattle Times cho rằng vụ việc xảy ra lúc 21 giờ 30 ngày 1 tháng 8 năm 1986, khác với ngày 21 tháng 8 trong các hồ sơ khác. Một số người dân địa phương đồn đoán rằng thảm họa bắt nguồn từ một vụ thử nghiệm vũ khí hạt nhân bí mật. Trong khi đó, nhiều dân làng lại quy nguồn cơn cái chết của hàng nghìn đồng bào cho sự nổi giận của một nữ thần sống ở hồ và sông theo truyền thuyết dân gian. [3][6][10]

Bên cạnh những câu chuyện mang màu sắc thần thoại, giới chuyên môn ban đầu cũng đặt ra nhiều nghi vấn y khoa. Trước tình trạng ngạt thở đồng loạt của các nạn nhân, từng có nhận định ban đầu cho rằng nhiều người đã bị đầu độc bởi một loại khí chứa lưu huỳnh. [1]

Dù vậy, những phân tích y tế sau đó đã từng bước gạt bỏ các nghi ngờ về chất độc hóa học. Các bác sĩ không tìm thấy bất kỳ bằng chứng nào về hiện tượng bỏng hóa chất hoặc bỏng chớp nhiệt do khí nóng gây ra. [1]

Dòng thác vô hình nặng hơn không khí tràn qua thung lũng

Thứ bất ngờ trỗi dậy từ đáy nước phẳng lặng trong đêm tối là một vụ phun trào giải phóng đột ngột khoảng 100.000 đến 300.000 tấn CO2. Thoát khỏi mặt nước, đám mây khí ban đầu bốc vọt lên với tốc độ gần 100 km/h, nhưng vì nặng hơn không khí, nó nhanh chóng hạ dần xuống. Khối khí khổng lồ bao phủ các ngôi nhà nằm ngay trong miệng hồ, vốn ở độ cao hơn bờ nước tới 120 mét. [1][10]

Bởi khí CO2 có mật độ lớn hơn không khí 50%, đám mây không thể phân tán lên tầng khí quyển mà chìm xuống, bám sát lấy mặt đất rồi men theo địa hình đi xuống các thung lũng. Khối khí dày khoảng 50 mét tạo thành một dòng thác vô hình, trườn qua các triền dốc và di chuyển xuống phía dưới với tốc độ từ 20 đến 50 km/h. [1]

Khi đám mây CO2 chìm xuống mặt đất, nó quét sạch và đẩy toàn bộ không khí có thể thở đi nơi khác, trực tiếp gây ngạt cho mọi sinh vật trên đường càn quét. [2]

Dọc theo quãng đường dài khoảng 23 kilômét, đám mây vẫn duy trì mật độ đủ đậm đặc để làm nhiều người chết ngạt khi đang ngủ say tại các ngôi làng Nyos, Kam, Cha và Subum. [1]

Dấu vết đỏ sẫm trên mặt nước và cuộc giải mã y khoa

Hồ Nyos vốn có chiều dài khoảng 1.400 mét, rộng chừng 900 mét và đạt độ sâu 208 mét. Nhưng sáng ngày hôm sau thảm kịch, khung cảnh quanh lòng hồ hoàn toàn biến dạng: mực nước hạ xuống khoảng một mét, còn toàn bộ cây cối mọc gần bờ hồ bị quật đổ ngổn ngang. [1][5]

Dấu vết để lại trên hiện trường giúp các nhà khoa học kết luận rằng một cột nước và bọt khí cao tới 100 mét đã bùng lên dữ dội trên mặt hồ. Cột nước này sụp đổ, tạo ra một con sóng cao ít nhất 25 mét quét tràn qua bờ hồ ở một phía. Cùng lúc đó, khối nước tầng sâu giàu chất sắt bị xáo trộn trồi lên bề mặt và bị không khí oxy hóa, nhuộm đỏ sẫm toàn bộ mặt hồ vốn có màu xanh biếc. [1]

Nhằm làm sáng tỏ nguồn gốc thảm họa, các nhà khoa học đã khẩn trương lấy mẫu khí cùng mẫu nước ở hồ và các dòng suối quanh vùng. Họ cũng tiến hành phỏng vấn trực tiếp nhiều người sống sót, trong đó có hơn 300 người phải nhập viện cấp cứu. [5]

Dù một số người quả quyết ngửi thấy mùi nồng nặc, giới nghiên cứu xác định khí CO2 ở nồng độ chưa gây chết có thể kích thích thần kinh tạo ra ảo giác cảm giác, khiến người hít phải báo cáo có mùi hợp chất lưu huỳnh dù chúng thực tế không hề hiện diện. [1]

Các cuộc điều tra y khoa và địa chất tiếp tục khẳng định nạn nhân chết vì ngạt khí CO2, hoàn toàn không tìm thấy bằng chứng nào về sự tồn tại của HCN hay CO. Việc phân tích trong phòng thí nghiệm cũng cho thấy CO2 là chất khí duy nhất phát hiện trong mẫu nước hồ, chứng minh đây chính là loại khí chủ yếu được giải phóng và là nguyên nhân chính của thảm họa. [1][5]

Lời cảnh báo bị bỏ quên từ hồ Monoun

Cách hồ Nyos khoảng 100 kilômét về phía đông đông nam, hồ Monoun từng phát đi một dấu hiệu chết chóc trước đó đúng hai năm. Khoảng 23 giờ 30 đêm ngày 15 tháng 8 năm 1984, nhiều người sống quanh vùng hồ Monoun nghe thấy tiếng động lớn hoặc tiếng nổ vang lên từ khu vực mặt nước. [5]

Đến sáng hôm sau, từ 6 giờ 30 cho đến khi tan rã lúc 10 giờ 30, một đám mây trắng giống như khói xuất hiện, lơ lửng cách mặt đất từ 0 đến 3 mét. Đợt giải phóng khí bất ngờ vào ngày 15 tháng 8 năm 1984 tại Monoun đã cướp đi sinh mạng của 37 người. [5]

Sau biến cố đó, cơ hội tìm kiếm câu trả lời đã bị bỏ lỡ khi giới chức không thực hiện cuộc khám nghiệm tử thi nào, khiến nguyên nhân tử vong chính xác vào thời điểm ấy chưa được biết. Những ghi nhận ban đầu về nạn nhân cũng bị điều chỉnh, trong đó bản tường thuật sau đó đã sửa đổi phần mô tả da nạn nhân từ bỏng độ một thành các tổn thương da. [5]

Tới tháng 3 năm 1985, Haraldur Sigurdsson cùng J. D. Devine và F. Tchoua mới đến điều tra sự kiện xảy ra tại hồ Monoun hồi tháng 8 năm 1984. Dựa vào nhiệt độ thấp đồng đều của nước, đặc điểm hóa học của nước và trầm tích, cùng việc không phát hiện bất kỳ vật liệu phun mới nào, nhóm nghiên cứu cho rằng sự kiện này không phải phun trào núi lửa. [5]

Trong toàn bộ lịch sử hiện đại từng được ghi nhận, Nyos và Monoun chính là hai vụ phun trào hồ duy nhất. [1]

Chiếc bẫy áp suất dưới đáy chiếc chai nước ngọt chưa mở

Các cuộc điều tra về con số thương vong tại Monoun và Nyos đã thúc đẩy giới khoa học chính thức phân loại hiện tượng phun trào hồ thành một dạng hiểm họa riêng biệt. [2]

Trước thời điểm bão hòa khí, lòng hồ hoạt động tương tự một chai nước ngọt có ga chưa mở nắp. Theo định luật Henry, CO2 hòa tan vào chất lỏng dễ dàng hơn rất nhiều khi áp suất tăng cao. Dưới đáy Nyos, khối nước phải chịu mức áp suất khoảng 22 atmosphere, gồm 21 atmosphere từ cột nước và một atmosphere từ bầu khí quyển. Nhờ sức nén dữ dội ấy, ở độ sâu 200 mét, nước có thể giữ một lượng CO2 gấp tới 15 lần thể tích của chính nó. [5][2][3][10]

Nyos không hề có sự đảo trộn theo mùa như các hồ vùng ôn đới, nơi lớp nước mặt lạnh đi rồi chìm xuống đáy. William Evans thuộc Cục Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ (USGS) mô tả hồ chỉ có sự xáo trộn theo chiều ngang bên trong các lớp nước, nhưng hầu như không có nhiều sự đảo trộn theo chiều đứng. Trong tự nhiên, cấu trúc này hiếm hoi đến mức ước tính cứ 1.000 hồ nước có chu kỳ đảo trộn hoàn toàn thì mới xuất hiện một hồ phân tầng không trộn hoàn toàn như Nyos. [3][2]

Dù cơ chế tích tụ đã sáng tỏ, tác nhân trực tiếp khởi phát sự thoát khí thảm khốc tại Nyos cho đến nay vẫn chưa được biết. Phần lớn các nhà địa chất nghi ngờ một vụ sạt lở đất đá đã làm xáo trộn tầng đáy, trong khi một số khác cho rằng có thể một vụ phun trào núi lửa nhỏ đã xảy ra ngay dưới lòng hồ. [1]

Ống xả tự vận hành và nỗ lực tháo ngòi quả bom nước

Để ngăn thảm họa tái diễn, một số nhà nghiên cứu đã đề xuất đặt các cột xả khí từ những chiếc bè nổi giữa hồ. Khi nước dâng lên và áp suất giảm dần, bọt khí bắt đầu tách ra; sức nổi của các bọt khí này nâng cột nước lên cao hơn và tiếp tục giải phóng thêm bọt khí. Khi lượng khí thoát ra trong ống tự nâng được cột nước sủi bọt, quá trình xả khí hoàn toàn trở thành một cơ chế tự duy trì. [1][2]

Các nghiên cứu khả thi được tiến hành thành công từ năm 1995, mở đường cho ống xả khí thường trực đầu tiên được lắp đặt vào năm 2001. Khi đó, Michel Halbwachs từ Đại học Savoie tại Chambéry cùng nhóm nghiên cứu của ông đã đưa hệ thống đường ống từ một bến nổi cắm sâu xuống lòng hồ Nyos. [1][6]

Giải pháp kỹ thuật này cũng mang lại kết quả quyết định tại hồ láng giềng: sau khi lắp đặt các ống thông khí, hồ Monoun được coi là đã xả khí xong vào năm 2009. Tại Nyos, hai ống xả khí bổ sung được lắp đặt thêm vào năm 2011 để tăng cường tốc độ giải phóng khí nén. Đến năm 2019, công tác xả khí tại Nyos được xác định đã đạt trạng thái về cơ bản ổn định, và chỉ cần một ống duy nhất là đủ để tự duy trì quá trình này trong tương lai. [6][1]

George Kling nhấn mạnh rằng với các hồ chứa hiểm họa ngầm này, nhóm nghiên cứu đã có được cơ hội quý giá để chủ động giảm thiểu rủi ro trước khi có thêm người thiệt mạng. [1][3]

Hồ Kivu và bài toán an toàn cho hai triệu sinh mạng

Trên thế giới, tài liệu năm 1999 ghi nhận chỉ có ba hồ mang nồng độ khí hòa tan cao ở tầng nước đáy: Nyos, Monoun và Kivu. Nằm trên biên giới giữa Rwanda và Cộng hòa Dân chủ Congo, Kivu trải rộng 2.386 kilômét vuông cùng độ sâu tối đa 485 mét, với quy mô vượt trội hoàn toàn hai hồ nước tại Cameroon. Lòng hồ khổng lồ này giam giữ tới 300 kilômét khối CO2 hòa tan và 60 kilômét khối methane, kèm theo cả khí độc hydrogen sulfide. Đánh giá về sự khác biệt này, Alfred Johny Wüest cho rằng methane mới là vấn đề cốt lõi tại Kivu và tình hình ở đây không hề giống Nyos. [5][4][6]

Một nghiên cứu công bố năm 2020 không xác nhận được mức tăng methane từ năm 1974 từng được đề xuất trước đó, đồng thời kết luận nồng độ methane và CO2 tại hồ hiện ở gần trạng thái ổn định. Dù vậy, George Kling nhận định công trình năm 2020 không chứng minh lượng khí không thay đổi, mà chỉ cho thấy các đo đạc chưa phát hiện được thay đổi theo hướng nào. Dưới góc độ lịch sử địa chất, Robert Hecky cho biết ông không tìm thấy bằng chứng về bất kỳ sự kiện nào trong suốt 12.000 năm qua đủ dữ dội để gọi là phun trào hồ tại Kivu. Ngay cả vụ phun trào núi lửa năm 2021 cũng không gây giải phóng khí hàng loạt, và đến ngày 1 tháng 6, Cơ quan Quản lý Môi trường Rwanda (REMA) khẳng định hồ không có nguy cơ tức thời. [6][4]

Để chủ động loại trừ hiểm họa, kế hoạch khai thác methane phát điện được phần lớn các bên liên quan nhìn nhận vừa là sử dụng tài nguyên hợp lý, vừa giúp lòng hồ an toàn hơn. Ba thập kỷ sau thảm họa Nyos, những đường ống công nghệ đang chủ động giải phóng từng khối khí dưới đáy sâu, bảo vệ giấc ngủ yên bình cho hàng triệu sinh mạng ven bờ Kivu. [6]

Nguồn

1. Lake Nyos disaster (Wikipedia) (en.wikipedia.org, bách khoa)
2. Limnic eruption (Wikipedia) (en.wikipedia.org, bách khoa)
3. Scientists hope to quiet Cameroon's killer lakes | The Seattle Times (archive.seattletimes.com, nguồn gốc)
4. No increasing risk of a limnic eruption at Lake Kivu: Intercomparison study reveals gas concentrations close to steady state - PMC (www.ncbi.nlm.nih.gov, nguồn gốc)
5. CVO Website - Volcanic Lakes and Gas Releases (web.archive.org, nguồn gốc)
6. How dangerous is Africa’s explosive Lake Kivu? (www.nature.com, nguồn gốc)
7. Scientists hope to quiet Cameroon's killer lakes | The Seattle Times (archive.seattletimes.com, nguồn gốc)
8. Recent Warming of Lake Kivu - PMC (www.ncbi.nlm.nih.gov, nguồn gốc)
9. Can We Bury Global Warming? | Scientific American (www.scientificamerican.com, bài viết)
10. How Volcanoes Work - the eruption at Lake Nyos, Cameroon (web.archive.org, bài viết)

Ảnh bìa: minh họa do AI tạo, kèm chữ; không phải ảnh tư liệu, không mô tả khuôn mặt người thật.