CO2-fontein in Nyos-meer was meer dan 100 meter hoog

Op 15 augustus 1984 kwam bij het Monoun-meer in Kameroen een onbekend aantal mensen om het leven door een onverklaarbare oorzaak. Het voorval trok echter weinig aandacht. Dat veranderde toen op 21 augustus 1986 iets dergelijks gebeurde bij het Nyos-meer, ook in Kameroen. Deze gebeurtenis schokte de wereld omdat ca. 1700 mensen omkwamen. De vegetatie rond het meer werd tot 80 m boven het wateroppervlak zwaar beschadigd.

Vooral dit tweede voorval, waarbij de weinige overlevenden spraken van een 'rook die uit het meer oprees' en van een 'fontein', bleek intrigerend. Uit onderzoek bleek dat sprake moest zijn van een grote hoeveelheid CO2 die uit het meer was vrijgekomen. De getuigenissen en de schade aan de vegetatie lieten er weinig twijfel aan bestaan dat het CO2, samen met water, als een hoge fontein uit het meer moest zijn omgespoten. Maar welk mechanisme de fonteinen had aangedreven, bleef onduidelijk. Onderzoekers van de University of Michigan geven in Nature van 4 januari een verklaring.

Het Nyos-meer is een kratermeer met een oppervlakte van ca. 1,5 km en een maximale diepte van 210 m. Aan het water wordt voortdurend CO2 toegevoerd uit de vulkanische ondergrond. Dat CO2 blijkt zich niet met al het water te vermengen, maar wordt 'vastgehouden' in de onderste 'laag' van het water in het meer. De CO2-druk in de onderste waterlaag neemt toe. Het bodemwater is weliswaar hydrostatisch stabiel blijft (omdat het zwaar is door het opgelost CO2), maar dynamisch wordt de situatie instabiel.

Wanneer water met veel opgelost CO2 door een kleine verstoring opstijgt, kan dat water het verzadigingspunt van CO2 overschrijden, waardoor het CO2-bellen gaat vormen. De bellen stijgen op, waarbij ze nieuw CO2-rijk water meesleuren, wat het proces versterkt. Er ontstaat als het ware een vertikale 'kraterpijp' in het water, die zichzelf in stand houdt. Berekeningen geven aan dat op deze wijze een fontein kan zijn gevormd van ca. 10 m doorsnede, die zo'n viereneenhalf uur stand kon houden en die 100-300 miljoen kg CO2 tot een hoogte van zeker 120 meter uitspoot. Deze enorme fontein verklaart waarom de vegetatie rond het meer zo hoog werd vernield.

Water dat verzadigd is met CO2, bevat daarvan ongeveer drie gewichtsprocent. Dit betekent dat er mogelijk in het Nyos-meer zo'n 3-10 miljard kg water is uitgespoten. Dat is 3-10 miljoen kubieke meter. Het grootste gedeelte van het water zal zijn teruggevallen in het meer. De vegetatie aan de noordzijde van het meer was veel sterker beschadigd dan aan de zuidzijde, wat erop wijst dat veel fonteinwater door wind naar de noordoever werd geblazen.

Omdat CO2 zwaarder is dan lucht, zal het over de helling naar het dal zijn gestroomd en daar als een onzichtbare wolk boven de grond zijn blijven hangen, zodat de mensen stikten.

Het Nyos-meer en het Monoun-meer worden nog verder onderzocht. Vastgesteld is dat de 'lekkage' van CO2 uit de vulkanische ondergrond vrij snel plaatsvindt. Zo snel dat verwacht mag worden dat de onderste waterlagen binnen enkele tientallen jaren weer met CO2 verzadigd raken, wat opnieuw tot een dynamische instabiliteit van het bodemwater kan leiden, met gelijke gevolgen als voorheen.

    • A.J. van Loon