니오스호

2. 지리

니오스 호는 카메룬 산 성층 화산까지 남서쪽으로 뻗어 있는 화산 및 기타 지각 활동 지대인 오쿠 화산 지대Oku Volcanic Field|오쿠 화산 지대^영어 내에 있으며, 카메룬 화산선 북쪽 경계 근처에 위치한다. 이 지대는 화산 마르와 현무암질 스코리아 콘으로 구성되어 있다.^[6]

니오스 호는 오쿠 화산 지대 내의 대략 원형의 마르를 채우고 있는데, 이는 용암류가 지하수와 격렬하게 상호 작용한 결과로 발생한 폭발구이다. 마르는 최대 12,000년 전에 일어난 분화로 형성된 것으로 보이며, 너비는 1800m이고 깊이는 208m이다.^[8][9] 이 지역은 수백만 년 동안 화산 활동이 활발했는데, 남아메리카와 아프리카가 약 1억 1천만 년 전에 판 구조론에 의해 갈라진 후 서아프리카도 덜하지만 균열을 경험했다. 이 균열은 므베레 지구대Mbéré Rift Valley|므베레 지구대^영어로 알려져 있으며, 지각의 확장은 카메룬을 관통하는 선을 따라 마그마가 표면에 도달하도록 했다. 카메룬 산도 이 단층선에 위치해 있다. 니오스 호는 오래된 용암류와 화쇄류 퇴적물로 둘러싸여 있다.^[10]

호수 물은 화산암으로 구성된 자연적인 댐에 의해 유지된다. 가장 좁은 지점의 벽은 높이가 40m이고 폭이 45m이다.

5. 1986년 참사

1984년 모운 호수에서 이산화탄소(CO₂)의 갑작스러운 가스 방출이 발생했지만, 니오스 호수에서 유사한 위협이 있을 것이라고는 예상하지 못했다. 그러나 1986년 8월 21일, 니오스 호수에서 호수 분화가 발생하여 약 10만~30만 톤^[11] (일부 자료에서는 최대 160만 톤)^[12]의 이산화탄소가 갑자기 방출되었다. 이 가스 구름은 시속 약 100km^[6]로 빠르게 확산되어 호수 북쪽 가장자리 위로 넘쳐흘렀고, 차에서 수붐까지 이어지는 계곡으로 흘러 들어갔다. 그런 다음 북쪽으로 갈라지는 두 개의 계곡으로 쏟아져 내려가 모든 공기를 밀어내고 호수에서 25km 이내에 있는 1,746명의 사람들(대부분 시골 마을 주민)과 3,500마리의 가축을 질식시켰다. 가장 피해가 컸던 마을은 차, 니오스, 수붐이었다.^[13]

과학자들은 100m 높이의 물기둥과 거품이 호수 표면에 형성되었다는 증거를 토대로 결론을 내렸다. 갑자기 상승한 막대한 양의 물은 물 속에서 많은 난류를 일으켜 적어도 25m의 파도를 일으켰고, 이 파도는 한쪽 해안을 휩쓸었다.^[14]

무엇이 이 비극적인 가스 방출을 촉발했는지는 알려지지 않았다. 대부분의 지질학자들은 산사태를 의심하지만, 일부는 호수 바닥에서 작은 화산 폭발이 있었을 수 있다고 믿는다. 세 번째 가능성은 호수 한쪽에 떨어진 차가운 빗물이 뒤집기를 촉발했다는 것이다. 다른 사람들은 작은 지진이 있었다고 믿지만, 목격자들이 재앙 당일 아침에 어떤 흔들림도 느끼지 못했다고 보고했기 때문에 이 가설은 설득력이 떨어진다. 원인이 무엇이든 간에, 이 사건은 과포화된 심층수와 호수의 상층이 빠르게 섞이게 했고, 압력 감소로 인해 저장된 이산화탄소가 용액에서 발포하게 되었다.

약 1.2km³의 가스가 방출된 것으로 추정된다.^[15] 호수의 평소 파란색 물은 가스 방출 후 깊은 붉은색으로 변했는데, 이는 깊은 곳에서 올라온 철이 풍부한 물이 표면으로 올라와 공기에 의해 산화되었기 때문이다. 호수의 수위는 약 1미터 낮아졌고 호수 근처의 나무들이 쓰러졌다.

6. 가스 제거

1986년 참사 이후 재발 방지 방법에 대한 많은 연구가 이루어졌다.^[16] 호수로 유입되는 이산화탄소의 양을 추정해 본 결과, 가스 분출은 10~30년 주기로 발생할 수 있다는 예측이 있었다. 그러나 최근 연구에 따르면 호수의 물을 가두는 자연 댐이 침식되어 물이 방출되면 호수의 이산화탄소에 가해지는 압력이 감소하여 가스 분출이 더 빨리 발생할 수 있다는 결과도 있다.

몇몇 연구자들은 호수에 뗏목을 설치하고 탈기 기둥을 세우는 것을 제안했다. 이들은 펌프를 사용하여 처음에는 이산화탄소가 매우 많이 포화된 호수 바닥에서 물을 끌어올리고, 압력 손실로 인해 이중상 유체에서 가스가 방출되기 시작하면 이 과정이 자체적으로 작동하게 된다.^[17] 1992년 모눈 호와 1995년 니오스 호에서 미셸 할바흐스(Michel Halbwachs)가 이끄는 프랑스 팀이 이 방법의 타당성을 입증했다. 2001년, 미국 해외 재난 지원 사무소는 니오스 호수에 영구적인 설비를 지원했다.^[18]

2011년, 미셸 할바흐스와 그의 프랑스-카메룬 팀은 니오스 호수의 완전한 가스 제거를 보장하기 위해 두 개의 파이프를 추가로 설치했다.^[19]

호수 심층에 파이프를 설치하여 조절 가능한 규모로 가스 방출을 지속적으로 유도하는 대응책이 고안되었다. 국제적 협력에 의해 1개가 완성되었고, 호수 심층의 물을 이 파이프를 통해 수면 근처로 끌어올려 인위적으로 발포시켜 호수 물의 이산화탄소가 소량씩 방출되게 되었다. 장기적으로는 이산화탄소의 최대량을 감소시킴으로써 호수 폭발을 완전히 방지하는 것이 기대되고 있다. 가스 제거는 2001년부터 시작되어 2011년에 2개의 파이프가 추가되어 순조롭게 진행되고 있다.^[24]