Thảm họa môi trường lớn nhất thế kỷ 20: Quả bom dioxid carbon

11:00 27/06/2017
Những nhà nghiên cứu núi đá vôi cho rằng, khí dioxid carbon (CO2) có nguồn gốc từ dung nham núi lửa đã tích lũy trong lớp bùn trầm tích dưới đáy hồ từ năm này qua năm khác cho đến khi nó được giải phóng bởi những lý do chưa xác định.

Những giả thuyết

Trước giả thuyết núi lửa nằm dưới hồ Nyos hoạt động trở lại, phóng thích khí lưu huỳnh giết chết nhiều người, một số chuyên gia đã nhanh chóng bác bỏ bởi lẽ nếu núi lửa Nyos thức giấc thì những trạm quan sát địa chấn nằm ở biên giới giữa Cameron và Tchad, Nigeria - là những quốc gia gần nơi xảy ra thảm họa nhất sẽ phải ghi nhận nhưng các trạm ấy đều báo cáo không có gì bất thường vào đêm 21-8.

Tiến sĩ Von Wagner nói tiếp: “Nếu núi lửa Nyos phun trào thì trước đó, chắc chắn phải có những rung động lớn bởi lẽ dung nham trong lòng núi lửa với áp lực cao, sẽ đẩy lớp đất đá bịt kín miệng núi để lấy chỗ cho nó thoát ra. Vậy mà đồ đạc trong nhà của cư dân làng Nyos lại chẳng hề bị dịch chuyển. Điều lạ lùng hơn nữa là theo những người còn sống, họ không hề thấy chim chóc từng đàn bay đi chỗ khác, chó sủa inh ỏi, bò kêu thảm thiết như vẫn thường thấy xảy ra vài ngày trước khi núi lửa hoạt động. Bên cạnh đó, tất cả đèn dầu trong nhà họ đều bị tắt dù nhiều đèn vẫn còn dầu”.

Nước hồ Nyos chuyển sang màu đỏ sau khi xảy ra vụ nổ bất thường.

Với cư dân địa phương, những người sống sót ở làng Nyos, họ cho rằng thảm họa xảy ra chỉ vì hội đồng làng đã không thực hiện đúng lời di chúc của người đứng đầu hội đồng - gọi là Kwifon. Theo di chúc này thì trước khi chết, Kwifon đã chỉ định một con bò để làm lễ hiến tế các vị thần linh ở hồ Nyos. Tuy nhiên, năm 1983, lúc Kwifon chết, người thân trong gia đình ông do tiếc con bò nên đã thay thế bằng một miếng thịt. Vì thế, dân Nyos tin rằng gần 2.000 người chết, hơn 4.000 gia súc cũng chẳng còn là vì cơn thịnh nộ của Kwifon.

Lại có một giả thuyết nữa: Thảm họa xảy ra do một quả bom được thử nghiệm giữa quân đội Israel và quân đội Cameron ngay trên hồ Nyos vào đêm 21-8. Khi bom nổ, nó phóng thích ra chất gây ngạt thở. Những người đưa ra giả thuyết này khẳng định chỉ vài tiếng đồng hồ sau thảm họa, quân đội Israel đã có mặt ở những ngọn đồi xung quanh hồ Nyos, ngay cả trước khi thông tin về vụ chết người hàng loạt được báo về cho các cơ quan chức năng ở thị trấn Wum.

Đi tìm nguyên nhân

Bảy tháng sau khi xảy ra thảm họa, từ ngày 16 đến ngày 20-3-1987, tổng thống Cameron là ông Paul Biya đã tổ chức một hội nghị quốc tế tại thành phố Jaunde, với sự tham dự của hơn 100 nhà khoa học và các chuyên gia thuộc nhiều lĩnh vực khác nhau, đến từ Mỹ, Anh, Đức, Thụy Sĩ, Nhật Bản, Pháp…, cùng với những nhà khoa học Cameron nhằm làm sáng tỏ nguyên nhân cái chết của gần 2.000 người và gần 4.000 con gia súc.

Khí CO2 theo đường ống phụt lên, cao gần 20m với tốc độ 185km/giờ.

Hai ngày đầu tiên của hội nghị, những cuộc tranh cãi gay gắt đã nổ ra. Bước sang ngày thứ ba, các nhà khoa học chia thành 2 nhóm: Nhóm nghiên cứu núi lửa và nhóm nghiên cứu núi đá vôi. Theo nhóm nghiên cứu núi lửa thì đây là một vụ phun trào không liên quan đến dung nham mà chỉ có khí lưu huỳnh nóng sôi bốc lên rồi thoát ra khỏi mặt nước, dẫn đến hậu quả dân cư sống quanh hồ chết vì ngộ độc lưu huỳnh.

Ngược lại, nhóm nghiên cứu núi đá vôi cho rằng, khí dioxid carbon (CO2) có nguồn gốc từ dung nham núi lửa đã tích lũy trong lớp bùn trầm tích dưới đáy hồ từ năm này qua năm khác cho đến khi nó được giải phóng bởi những lý do chưa xác định.

Chỉ duy nhất có Tiến sĩ Adams Smith, đến từ Viện Địa chất Ohio, Mỹ, thì quả quyết rằng chính trận mưa lớn đêm 21-8 là tác nhân dẫn đến hiện tượng khí CO2 thoát ra ngoài. Và vì CO2 nặng gấp 1,5 lần không khí nên khi thoát ra, nó nhanh chóng chìm xuống sát mặt đất. Điều đó lý giải vì sao những người nằm ngủ ở dưới thấp đều chết hết, trong lúc những người nằm trên cao chỉ bị ho, khó thở, choáng váng, nhức đầu.

Tiến hành khảo nghiệm, cả hai nhóm lấy mẫu nước hồ Nyos ở nhiều độ sâu khác nhau. Qua phân tích, màu đỏ của nước hồ là do chất sắt, thường chỉ có ở dưới đáy nhưng vì một nguyên nhân nào đó đã khiến lớp trầm tích ở đáy hồ bị đảo lộn, sắt nổi lên, phản ứng với oxy tạo thành màu đỏ. Chưa hết, nồng độ khí CO2 trong nước hồ cũng rất cao.

Tiến sĩ Adams Smith nói: “Mẫu nước lấy ở độ sâu 15 m chứa lượng CO2 lớn đến nỗi khi chúng tôi vừa đưa lên khỏi mặt nước thì nó liền hình thành các bong bóng, giống như mở nắp một chai soda. Ở độ sâu 182m, do áp lực của CO2 quá lớn, thiết bị lấy nước không hoạt động được vì bị hỏng…”.

Giải cứu hồ Nyos

Lúc này, nhận định của nhóm nghiên cứu núi đá vôi có vẻ đã gần sát với thực tế nhưng phải mất hơn 1 năm sau đó, qua rất nhiều những khảo sát, thí nghiệm, các nhà khoa học mới tìm ra nguyên nhân.

Trong bản báo cáo của mình, Tiến sĩ Minoru Kusakabe, giảng viên Bộ môn Hóa, Đại học Okayama, Nhật Bản, viết: “Các khảo sát cho thấy từ hàng trăm năm nay, khí CO2 đã hòa tan trong nước hồ Nyos với hàm lượng rất lớn. Ở độ sâu 200m, 1 lít nước có từ 3 đến 5 lít CO2. Và bởi vì những vách núi đá bao quanh hồ đã che chắn gió nên mặc dù khu vực này có khí hậu nhiệt đới, nóng quanh năm, nhưng nhiệt độ nước trong hồ vẫn có sự đồng nhất từ trên bề mặt xuống dưới đáy. Hơn nữa, do hồ quá sâu nên ngay cả khi nhiệt độ nước trên bề mặt thay đổi thì nó cũng không thể tác động đến vùng đáy. Sự tĩnh lặng của nước hồ Nyos chính là nguyên nhân khiến nó trở nên vô cùng nguy hiểm”.

Một nông dân làng Nyos bất lực nhìn xác những con bò của mình chết vì thảm họa.

Với Giáo sư George Kling, nhà nghiên cứu khoa học về hồ thuộc Đại học Michigan, Mỹ, thì: “Chẳng riêng gì hồ Nyos, hồ nào cũng có khí CO2. Dưới tác động của mưa, gió, không khí lạnh, lớp nước trên mặt hồ giảm nhiệt độ, trở nên đặc và nặng hơn nên nó chìm xuống đáy, thế chỗ cho nước ấm và nước chứa khí CO2 khiến CO2 bị đẩy lên bề mặt, tạo thành những bong bóng rồi tan đi. Tuy nhiên với hồ Nyos, mặc dù núi lửa dưới hồ từ lâu đã không phun trào nhưng dung nham vẫn còn hoạt động trong lòng đất, và vẫn phóng thích khí CO2. Ở độ sâu 200m, toàn bộ lượng nước phía trên đã tạo ra một lực đè rất lớn, khí CO2 không thể đi lên mặt hồ rồi bốc hơi mà nó hòa tan vào tầng nước dưới đáy. Đến một lúc nào đó, lượng CO2 bão hòa thì nó sẽ bị đẩy lên trên, nơi áp suất thấp hơn. Khi đó, chỉ cần một thay đổi trên mặt hồ - chẳng hạn như một vụ lở đất, một trận gió mạnh hoặc một cơn mưa lớn, phá vỡ tầng áp suất thấp là toàn bộ khí CO2 tích tụ dưới đáy hồ qua hàng thập kỷ sẽ phun lên theo kiểu hiệu ứng ống khói, dây chuyền”.

Để chứng minh giả thuyết này, nhóm nghiên cứu núi đá vôi, đứng đầu là Tiến sĩ Minoru Kusakabe và kỹ sư Halbwachs đã tiến hành một thí nghiệm bằng cách đặt một đường ống xuống đáy hồ. Trước đó, nhiều phương án được nêu ra, chẳng hạn như thả một quả bom xuống hồ nhằm phá vỡ cấu trúc CO2 nhưng cách này quá nguy hiểm bởi không ai biết rõ lượng khí còn lại là bao nhiêu, hoặc đào một đường hầm từ cách hồ 50m, đi xuống đáy hồ rồi hút nước có CO2 ra chỗ khác, hoặc đổ vôi xuống hồ để trung hòa khí CO2 nhưng cả hai cách ấy tốn rất nhiều tiền.

Tiến sĩ Minoru Kusakabe nói: “Các khảo sát, đo đạc cho thấy thảm họa xảy ra đêm 21-8 đã giải phóng khoảng 1,6 triệu tấn khí CO2. Lượng khí này dày 50m, bốc lên cao chừng 1,5km do áp suất đẩy rồi chìm xuống sát mặt đất và lan xa 23km với tốc độ 70 đến 85km/giờ. Phải mất 2 tiếng sau, nó mới loãng đi rồi hòa tan trong không khí. Đó cũng là nguyên nhân khiến người, súc vật, côn trùng ở gần mặt đất đều chết hết. Với những người còn sống, hoặc là họ ở trên cao, hoặc họ ở trong nhà nhưng cửa sổ, cửa chính đều đóng kín. Lúc CO2 đi qua khe cửa lọt vào nhà thì chỉ những ai đang nằm gần mặt đất mới chết, còn nếu nằm trên gác hoặc lúc ấy đang đứng, họ chỉ bị nhức đầu, khó thở và chóng mặt”.

Là một loại khí không màu, không mùi, CO2 chỉ để lại vị chua trong miệng nếu hít phải nó. Thông thường, không khí chứa 0,05% CO2 nhưng nếu tăng lên 30% , nó gây chết người còn với 5%, nó khiến lửa không cháy được. Điều  này lý giải vì sao tất cả những ngọn đèn dầu và các bếp lửa trong nhà nạn nhân đều bị tắt.

CO2 sinh ra từ khói của động cơ xe hơi, máy bay, tàu thủy, tàu hỏa và các loại máy công cụ khác. Nó cũng sinh ra từ việc đốt cháy than, củi, hoặc từ các nhà máy công nghiệp và đồng thời cũng là cũng là sản phẩm tự nhiên trong quá trình thay đổi địa chất. Hiện tượng “ấm lên toàn cầu” cũng phát xuất từ những nguyên nhân này.

Trở lại với thí nghiệm của Tiến sĩ Minoru Kusakabe, sau khi đã hoàn tất một chiếc bè làm từ những khung sắt, đáy kết phao, trên phà có một giàn khoan - loại tương tự như giàn khoan dầu nhưng nhỏ hơn, được điều khiển từ xa cùng 60 ống thép đường kính mỗi ống 15cm, dài 5m, Kusakabe ra lệnh tiến hành đặt ống. Tất cả những người chứng kiến trên bờ đều phải đeo mặt nạ phòng độc, chưa kể cư dân trong phạm vi bán kính 15km đều phải tạm thời chuyển đi nơi khác xa hơn để phòng ngừa.

Tiến sĩ Minoru Kusakabe nói: “Khi đường ống xuống đến độ sâu 169m thì bất ngờ một luồng khí màu trắng đục phụt lên, cao gần 20m với tốc độ 185km/giờ. Các mẫu lấy về để kiểm tra cho kết quả là khí CO2. Từ kết quả này, chúng tôi cùng Chính phủ Cameron đã tìm được giải pháp nhằm ngăn ngừa thảm họa không xảy ra thêm lần nào nữa.”.

Nhưng phải đến tháng 3-1990, nhóm “giải cứu hồ Nyos” do kỹ sư Halbwachs dẫn đầu mới đặt một đường ống dài 182, đường kính 15m xuống gần sát đáy hồ. Tiếp theo, nước ở tầng đáy được hút  liên tục vào ống rồi phun lên để khí CO2 thoát ra ngoài. Năm 1992, họ tăng kích thước đường ống lên 20cm và năm 1995, nó là 30cm. Quá trình ấy kéo dài cho đến khi CO2 dưới đáy hồ thoát hết vào năm 1999.

Tuy nhiên, lúc các nhà khoa học lên kế hoạch xây dựng hệ thống đường ống chính thức gồm 3 ống thì Chính phủ Cameroon cho biết họ không có tiền, trong lúc theo Tiến sĩ Minoru Kusakabe: “Các cơ quan viện trợ quốc tế  thường bỏ tiền ra để cứu trợ khi thảm họa đã xảy ra, hơn là tìm cách ngăn chặn hoặc hạn chế nó”.

Cuối cùng, năm 1999, Văn phòng Trợ giúp khẩn cấp (OFDA) của Mỹ đồng ý viện trợ 433.000USD để lắp đặt đường ống cố định.

Đầu năm 2001, 3 đường ống được đặt sâu xuống hồ Nyos, lần lượt là 176m, 185m và 192m. Cho đến năm 2015, nó vẫn hoạt động tốt, mức hòa tan của CO2 trong nước chỉ còn 0,07 lít/ 1 lít nước.  Giáo sư Mamar Njindoun thuộc Đại học Yaounde, Cameron, người tham gia nhóm nghiên cứu thảm họa hồ Nyos cho biết nếu không có 3 đường ống ấy, khí CO2 sẽ lại tích tụ dưới đáy hồ rồi đến một thời điểm nào đó, thảm họa vẫn lại tiếp tục xảy ra

Hiện tại, trên thế giới chỉ có 3 hồ “giết người” bằng khí CO2. Ngoại trừ hồ Nyos, 2 hồ còn lại là Monoun và Kivu nằm giữa biên giới Congo và Rwanda, châu Phi, trong đó hồ Monoun đã từng giết chết 37 người nhưng vì con số “quá nhỏ” nên chẳng ai để ý…

Vũ Cao (theo Global Witness - Lake Nyos Disaster)