Danau yang Meledak – Jenis Bencana Alam yang Baru Diketahui

Inilah jenis bencana alam yang relatif baru diketahui manusia. Sebelumnya, banyak manusia di bumi tidak mengetahui dan menyadari bencana alam dapat timbul dari sebuah danau…
Seperti yang dikutip dari Alam Mengembang Jadi Guru, Bumi adalah rumah bagi beberapa danau kawah yang sangat indah. Banyak dari danau-danau kawah berasal selama periode waktu sebelum manusia berkeliaran di bumi. Hal itu, ditambah dengan signifikansi kosmik mereka, membuat danau-danau kawah sangat menarik dari perspektif geologi. Danau Nyos ada pengecualian untuk aturan ini. Ini adalah danau kawah yang terletak 315 kilometer dari Yaoundé, di Afrika. Danau ini juga indah seperti danau-danau kawah lainnya, dan keindahan tersebut membuat danau ini dikelilingi oleh pemukiman-pemukiman manusia.
Pada tanggal 21 Agustus 1986, sesuatu yang mengerikan terjadi. Tiba-tiba, para penduduk yang tinggal di desa sekitar danau Nyos mendengar gemuruh keras, sebelum zat berbusa terlihat “meletus” dari danau. Para penduduk yang meninggalkan rumah mereka untuk menyelidiki suara gemuruh segera menemukan awan putih, besar mengelilingi danau. Tidak lama setelah itu, seiring awan tersebut tumbuh (hingga setinggi 100 meter), awan juga menelan daerah sekitar danau, membuat penduduk sekitar danau kehilangan kesadaran, dan kemudian banyak dari mereka yang meninggal. Danau Nyos berubah dari sesuatu yang terlihat indah menjadi sesuatu yang mengerikan seperti di film-film horor. Sekitar 1700 manusia kehilangan nyawa pada peristiwa itu, bersama 3500 binatang ternak.

“Saya tidak bisa berbicara. dan rasanya mau pingsan. Saya tidak bisa membuka mulut saya dan kemudian saya mencium sesuatu yang mengerikan … Saya mendengar anak saya mendengkur dengan cara yang mengerikan, sangat tidak normal …. Ketika menyeberang ke tempat tidur putri saya … saya pingsan dan jatuh … saya ingin berbicara, napas saya tidak keluar …. putri saya sudah mati!”.

Itulah kata-kata Joseph Nkwain, salah satu korban selamat dari bencana 21 Agustus 1986, salah satu bencana alam paling aneh dalam sejarah .
Apa penyebab dari bencana yang mengerikan itu? Para ilmuwan kini mengetahui bahwa bencana yang terjadi di danau Nyos pada tahun 1986 dan sebelumnya juga pernah terjadi tahun 1984 di danau Monoun adalah jenis dari bencana alam yang kini diberi nama dengan Letusan Limnik (Limnic Eruption).
Sebuah letusan limnic, juga disebut danau yang meletus, adalah tipe bencana alam yang jarang terjadi dimana karbon dioksida (CO2) tiba-tiba meletus dari air danau yang dalam, mencekik satwa liar, ternak dan manusia. Letusan tersebut juga dapat menyebabkan tsunami di danau saat CO2 meningkat menggantikan air. Para ilmuwan percaya bahwa longsor, aktivitas gunung berapi, atau ledakan bisa memicu letusan tersebut. Danau di mana aktivitas tersebut terjadi dikenal sebagai danau aktif limnik atau danau yang meledak (Exploding Lakes).
Sampai saat ini, fenomena ini telah diamati hanya dua kali. Yang pertama adalah di Danau Monoun pada tahun 1984, menyebabkan sesak napas dan kematian dari 38 orang yang tinggal di dekatnya. Kedua, letusan terjadi pada Danau Nyos pada tahun 1986, yang merilis lebih dari 80 juta meter kubik CO2 dan membunuh sekitar 1.700 orang dan 3.500 ternak, sekali lagi dengan sesak napas.



Untuk menyebabkan letusan limnic terjadi, danau harus hampir jenuh (saturated) dengan gas. Dalam dua kasus yang diketahui, komponen utama adalah CO2, namun di Danau Kivu, para ilmuwan juga menemukan konsentrasi gas metana. CO2 ini dapat berasal dari gas vulkanik yang dipancarkan dari bawah danau atau dari dekomposisi bahan organik. Sebelum danau jenuh, ia akan berperilaku seperti minuman berkarbonasi (soft drink) yang belum dibuka: CO2 nya terlarut dalam air. Baik pada danau maupun pada minuman ringan, CO2 larut jauh lebih mudah pada tekanan tinggi (hukum Henry). Inilah sebabnya mengapa gelembung dalam sekaleng soda terbentuk hanya setelah kalengnya dibuka, tekanan dilepaskan dan CO2 keluar dari larutan. Dalam kasus danau, bagian bawah adalah bagian yang tekanannya lebih tinggi. Semakin dalam maka semakin tinggi tekanan di bagian bawahnya. Ini berarti bahwa danau yang dalam dapat melarutkan sejumlah besar CO2. Juga, CO2 lebih mudah larut dalam air dingin, seperti yang di dasar danau. Kenaikan kecil suhu air dapat menyebabkan pelepasan sejumlah besar CO2.
Setelah danau jenuh dengan CO2 , danau akan sangat tidak stabil. Tinggal menunggu sebuah pemicu untuk memicu letusan. Dalam kasus letusan tahun 1986 di Danau Nyos, tanah longsor adalah pemicunya, tapi letusan gunung berapi, gempa bumi, atau bahkan angin dan hujan badai juga dapat menjadi pemicu lainnya. Dalam kasus apapun, pemicu mendorong beberapa air jenuh ke bagian atas danau, di mana tekanan tidak cukup untuk menjaga CO2 tetap dalam larutan. Gelembung-gelembung mulai membentuk dan air terangkat lebih tinggi di danau (buoyancy), di mana lebih banyak gas CO2 keluar dari larutan. Proses ini membentuk kolom gas. Pada titik ini, air di bagian bawah kolom ini ditarik oleh daya hisap, dan juga kehilangan CO2 dalam proses pelarian. Letusan menyemburkan gas CO2 ke udara dan juga dapat menggerakkan air untuk membentuk tsunami.
Ada beberapa alasan mengapa jenis letusan ini sangat jarang. Pertama, harus ada sumber CO2 , sehingga hanya daerah dengan aktivitas vulkanik lah yang beresiko. Kedua, danau beriklim sedang. Ketiga, danau harus cukup dalam untuk memiliki tekanan yang cukup untuk melarutkan volume besar CO2. Jadi hanya danau vulkanis yang dalam dalam, stabil, dan beriklim tropis seperti Danau Nyos lah yang memungkinkan letusan limnic terjadi.
Setelah letusan terjadi, awan besar CO2 terbentuk di atas danau dan meluas ke daerah sekitarnya. Karena CO2 lebih berat dari udara, ia memiliki kecenderungan untuk tetap berada di tanah sambil mendorong udara keatas. Akibatnya, segala bentuk kehidupan yang perlu menghirup oksigen tercekik setelah awan CO2 mencapai mereka. CO2 dapat membuat cairan tubuh manusia menjadi sangat asam, yang berpotensi menyebabkan keracunan CO2.



Di Danau Nyos, awan gas merambat dari danau ke desa terdekat di mana ia menetap, membunuh hampir semua orang. Dalam letusan ini, beberapa orang sejauh 25 km dari danau juga tewas. Perubahan warna kulit pada beberapa tubuh menyebabkan para ilmuwan berpikir bahwa awan gas mungkin juga berisi asam terlarut seperti hidrogen klorida, tetapi hipotesis ini masih menjadi perdebatan. Banyak korban ditemukan dengan lecet pada kulit mereka. Hal ini diyakini disebabkan oleh decubitus ulcers, yang mungkin telah terbentuk dari rendahnya tingkat oksigen hadir dalam darah mereka. Ribuan ternak dan binatang liar juga mengalami asfiksia (sesak napas) dan tewas. Di sisi lain, sebagian besar vegetasi di sekitar danau tidak terpengaruh, kecuali yang tumbuh sangat berdekatan dengan danau. Ada vegetasi rusak atau hancur sejauh 5 meter karena tsunami dari letusan.
Karbon dioksida dilepaskan dari danau ini pada suhu yang sangat rendah diyakini menyebabkan radang dingin, yang konsisten dengan lepuh ditemukan pada kulit yang selamat dari insiden di Danau Moboun. Para korban juga melaporkan bau telur busuk dan perasaan hangat sebelum pingsan, hal ini dijelaskan oleh fakta bahwa pada konsentrasi tinggi, karbon dioksida bertindak sebagai sensorik halusinogen. Studi dengan pilot jet mengenai karbon dioksida melaporkan efek yang sama seperti dilansir oleh yang selamat, yaitu bau telur busuk, mesiu dan perasaan hangat.
Upaya telah berlangsung selama beberapa tahun untuk mengembangkan solusi untuk menghilangkan gas dari danau danau yang meledak ini untuk mencegahnya meledak kembali. Sebuah tim yang dipimpin oleh ilmuwan Prancis Michel Halbwachs mulai bereksperimen di Danau Moboun dan Danau Nyos pada tahun 1990 menggunakan sifon untuk menghilangkan gas dari perairan danau tersebut dengan cara yang terkendali. Sebuah pipa diposisikan secara vertikal di danau dengan ujung atasnya di atas permukaan air. Air jenuh dengan CO2 memasuki bagian bawah pipa dan naik ke atas . Semakin rendah tekanan di permukaan memungkinkan gas untuk keluar dari larutan. Menariknya, hanya sejumlah kecil air harus dipompa secara mekanis pada awalnya melalui pipa untuk memulai aliran. Seiring air jenuh naik, CO2 keluar dari larutan dan membentuk gelembung. Daya apung alami dari gelembung menarik air ke atas pipa pada kecepatan tinggi menyebabkan air mancur besar di permukaan. Air yang dilepas gas terlarutnya bertindak sebagai pompa, mendorong lebih banyak air ke bagian bawah pipa, dan menciptakan aliran mandiri. Ini adalah proses yang sama yang mengarah ke letusan alami, tetapi dalam kasus ini dikendalikan oleh ukuran pipa.

De-gassing di Danau Nyos

Setiap pipa memiliki kapasitas pemompaan terbatas dan beberapa pipa diperlukan pada Danau Moboun dan Danau Nyos untuk de-gas (menghilangkan/melepaskan gas) hingga fraksi yang signifikan dari air danau yang dalam dan membuat danau aman. Air danau yang dalam sedikit asam karena CO2 terlarut yang menyebabkan korosi pada pipa dan alat elektronik, sehingga memerlukan pemeliharaan. Ada juga kekhawatiran bahwa CO2 dari pipa bisa menetap di permukaan danau membentuk lapisan tipis udara yang tak bisa dihirup dan dengan demikian menyebabkan masalah bagi satwa liar.
Pada Januari 2001, satu pipa dipasang oleh tim Perancis-Kamerun di Danau Nyos dan dua pipa lebih telah dipasang pada tahun 2011 dengan dana dari Program Pembangunan Perserikatan Bangsa-Bangsa. Sebuah pipa dipasang di Danau Monoun di 2003 dengan dua lagi yang ditambahkan pada tahun 2006. Ketiga pipa dianggap cukup untuk mencegah peningkatan kadar CO2, menghapus jumlah yang sama dari gas yang secara alami masuk pada dasar danau.

DANAU KIVU
Danau Kivu yang berada di perbatasan antara Republik Demokratik Kongo dan Rwanda, diketahui mengandung sejumlah besar CO2 terlarut. Sedimen sampel dari danau diambil oleh Profesor Robert Hecky dari University of Michigan, menunjukkan bahwa terjadi peristiwa yang menyebabkan makhluk hidup di danau punah, kira-kira setiap seribu tahun.
Danau Kivu tidak hanya 2.000 kali lebih besar dari Danau Nyos, tetapi juga terletak di daerah yang jauh lebih padat penduduknya, dengan lebih dari dua juta orang yang tinggal di sepanjang tepinya. Danau ini belum mencapai tingkat tinggi kejenuhan CO2 namun – jika air danau menjadi sangat jenuh, itu bisa menjadi risiko yang lebih besar bagi kehidupan manusia dan hewan. Apalagi danau ini terletak sangat dekat dengan pemicu yang potensial, yaitu Gunung Nyiragongo, sebuah gunung berapi aktif yang meletus pada Januari 2002, di zona gempa aktif dan dekat dengan gunung berapi aktif lainnya.



Meskipun danau Kivu bisa dihilangkan gasnya dengan cara yang mirip dengan Danau Moboun dan Danau Nyos, namun karena ukuran danau dan volume gas yang terlibat, maka operasi semacam itu akan menjadi sangat mahal. Sebuah skema dimulai pada tahun 2010, memanfaatkan metana yang terperangkap dalam danau sebagai sumber bahan bakar untuk menghasilkan listrik di Rwanda telah menyebabkan tingkat CO2 pada danau menurun. Namun belum jelas apakah telah cukup gas yang dihapus untuk menghilangkan bahaya letusan limnic di Danau Kivu ….