Nejde o mýtus ani trik: příčinou je unikátní geochemické prostředí, které umožňuje únik metanu ze zemského podloží. Tento jev je natolik vzácný, že o něm ještě před několika desetiletími věda neměla dostatečně detailní představu.
Když se geologie spojí s plynem: proč voda může hořet
Hořící jezera nejsou jezerem, které hoří jako celek. Podstatou je metan – plyn, který se uvolňuje z geologických struktur pod vodní hladinou. Pokud je podloží bohaté na organický materiál nebo se v něm nachází staré usazeniny bohaté na uhlík, mohou v anaerobním prostředí vznikat kapsy metanu. Ten poté přirozeně uniká skrz dno jezera.
Za normálních okolností se plyn při kontaktu se vzduchem rozptýlí. U některých lokalit se však hromadí pod vodní vrstvou a vystupuje v soustředěných proudech. Když se dostatečně vysoká koncentrace metanu setká se zdrojem zapálení – často lidským, výjimečně elektrickým výbojem – dojde k hoření přímo na hladině.
Voda v tomto procesu nehoří. Hoří plyn nad ní.
Sedimenty jako chemická laboratoř
Pro vznik hořících jezer je zásadní chemické složení sedimentů. Organický materiál uložený po tisíce let může v bezkyslíkatých vrstvách produkovat metan bakteriální činností. Geologické studie ukazují:
hluboké jezerní pánve s pomalým prouděním vody
vrstvy bohaté na uhlík
nízký obsah kyslíku ve spodních sedimentech
přítomnost mikrobů produkujících metan
Tato kombinace vede k přirozené akumulaci plynů. Pokud má jezero pukliny nebo porézní podloží, metan proniká vzhůru.
Jedním z nejznámějších příkladů je Lake Neos v Kamerunu, které je zároveň tragickou ukázkou síly nahromaděných plynů: v roce 1986 došlo k masivní limnické erupci, při níž metan a oxid uhličitý prudce unikly do okolí. V místních podmínkách by i menší koncentrace metanu mohla být zapálitelná.
ČTĚTE TAKÉ: Extrémní místa, kde lidé opravdu žijí: jak se civilizace přizpůsobila hranám světa
Jezero Brennender See: německý paradox
Jedna z mála lokalit, kde lze jev pozorovat velmi snadno, je v německém Adorfu. Jezero Brennender See (doslova „hořící jezero“) je výsledkem sedimentárního prostředí, v němž se hromadí metan pocházející z rozkladu organických vrstev a historických uhelných slojí.
Jezero samo o sobě není geologicky výjimečné. Výjimečné je jeho umístění: nad starými vrstvami bohatými na uhlík. Metan zde uniká v bublajících proudech a při zapálení vytváří několikasekundové plameny, které vyrůstají přímo z hladiny.
Tento jev je stabilní, ale není trvalý. Množství plynu kolísá s teplotou, atmosférickým tlakem a biochemickou aktivitou sedimentů.
Indie a Bangladéš: jezerní plameny jako součást kulturní krajiny
Jižní Asie má hned několik lokalit, kde se objevují přirozené zdroje hořlavých plynů. V oblasti Ásámu se metan uvolňuje z mělkých jezírek v důsledku kombinace biologické a geologické aktivity. Tyto jevy často souvisejí s lokálními ropnými poli a s organickými sedimenty vytvořenými tropickým prostředím.
V některých případech jsou plameny dlouhodobé: pokud je výron plynu stabilní, může hořet celé týdny. Místní komunity je někdy považují za posvátné nebo symbolické jevy.
ČTĚTE TAKÉ: Nejžhavější místo planety: proč se teplota v Íránské poušti blíží fyzikálním limitům
Jak časté jsou hořící jezera? Méně, než se zdá
Ačkoli se tento fenomén stal virálním díky videům kolujícím na sociálních sítích, jeho skutečný výskyt je vzácný. Podmínky musí být velmi specifické:
sedimenty bohaté na organický materiál
anaerobní prostředí
stabilní výrony metanu
minimální proudění vody
přítomnost rozpadlých uhlíkatých vrstev nebo biologických zdrojů plynu
Proto se hořící jezera objevují jen v několika regionech celého světa. V mnoha případech je hoření krátkodobé a nepředstavuje skutečný přírodní „oheň nad vodou“.
Může to být nebezpečné?
Metan je vysoce hořlavý, ale jeho koncentrace ve volné přírodě je obvykle nízká. Riziko explozí nebo dlouhodobých požárů je malé. Ve většině případů jde o krátké, lokalizované plameny, které zaniknou ihned po shoření plynu.
Výjimky však existují – a patří mezi ně právě jezera s přírodním akumulovaným plynem, kde může dojít k náhlému masivnímu vývinu. Události podobné limnickým erupcím jsou však extrémně vzácné.
ČTĚTE TAKÉ: Místa, kde fyzika selhává: optické a gravitační klamy, které věda stále zkoumá
Hořící jezera jsou jedním z nejpozoruhodnějších přírodních jevů spojených s geochemií a sedimentech bohatých na organické látky. Nejde o fantazii ani kuriozitu; jsou to laboratoře, které ukazují, jak dynamická může být interakce mezi vodou, plynatým podložím a mikrobiálním životem.
Je to připomínka, že příroda má schopnost překvapovat i v situacích, které odporují běžné logice.
Zdroje
Kusakabe, M. (2017). "Limnic eruptions and their mitigation." Journal of Volcanology and Geothermal Research. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2017.03.006
Evans, W. C., et al. (1994). "A naturally occurring CO2-driven lake eruption at Lake Nyos." Nature, 368, 53–55.
German Geological Survey (BGR): Methane emissions in sedimentary basins
National Geophysical Data Center: Natural Gas Seepage Research