دانشمندان ایسلندی قصد دارند در ماگما حفاری کنند

من در یکی از نقاط داغ آتشفشانی جهان، در شمال شرقی ایسلند، در نزدیکی آتشفشان کرافلا هستم.

در فاصله کوتاهی می توانم لبه دریاچه دهانه آتشفشان و در جنوب منافذ بخار و حوضچه های گلی را ببینم.

کرافلا در 1000 سال گذشته حدود 30 بار فوران کرده است که آخرین بار در اواسط دهه 1980 بوده است.

Björn Por Gudmundsson من را به سمت تپه ای پر چمن هدایت می کند. او گروهی از دانشمندان بین المللی را رهبری می کند که قصد دارند در ماگمای کرافلا حفاری کنند.

او می‌گوید: «ما در جایی ایستاده‌ایم که حفاری می‌کنیم.

بستر آزمایشی Krafla Magma (KMT) با هدف ارتقای درک چگونگی رفتار ماگما یا سنگ مذاب در زیر زمین است.

این دانش می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا خطر فوران‌ها را پیش‌بینی کنند و انرژی زمین گرمایی را با بهره‌برداری از منبع انرژی بسیار داغ و بالقوه نامحدود آتشفشان به مرزهای جدیدی برسانند.

از سال 2026، تیم KMT حفاری اولین چاه از دو چاه را برای ایجاد یک رصدخانه ماگما زیرزمینی منحصر به فرد در حدود 2.1 کیلومتر (1.3 مایل) زیر زمین آغاز خواهد کرد.

“مثل مهتاب ماست. یان لاول، استاد آتشفشان شناسی در دانشگاه لودویگ ماکسیمیلیان، که ریاست کمیته علمی KMT را بر عهده دارد، می گوید: «این خیلی چیزها را تغییر خواهد داد.

فعالیت آتشفشانی معمولاً با استفاده از ابزارهایی مانند لرزه‌سنج کنترل می‌شود. پروفسور لاول توضیح می‌دهد که برخلاف گدازه‌های روی سطح، ما چیز زیادی درباره ماگمای زیرزمینی نمی‌دانیم.

او می افزاید: «ما دوست داریم ماگما را طوری تنظیم کنیم که بتوانیم واقعاً به نبض زمین گوش دهیم.

سنسورهای فشار و دما در سنگ مذاب قرار خواهند گرفت. او می‌گوید: «اینها دو پارامتر کلیدی هستند که باید آن‌ها را بررسی کنیم تا از قبل بگوییم چه اتفاقی برای ماگما می‌افتد.

در سراسر جهان، حدود 800 میلیون نفر در 100 کیلومتری آتشفشان های فعال خطرناک زندگی می کنند. محققان امیدوارند کار آنها به نجات جان و پول کمک کند.

ایسلند دارای 33 سیستم آتشفشانی فعال است و بر روی شکافی قرار دارد که صفحات تکتونیکی اوراسیا و آمریکای شمالی از هم جدا می شوند.

اخیراً، موج هشت فوران در شبه جزیره ریکونز به زیرساخت‌ها آسیب رساند و زندگی را در جامعه گرینداویک زیر و رو کرد.

آقای گودموندسون همچنین به Eyjafjallajokull اشاره می کند. که در سال 2010 باعث هرج و مرج شد زمانی که ابر خاکستر باعث لغو بیش از 100000 پرواز با هزینه 3 میلیارد پوند (3.95 میلیارد دلار) شد.

او می‌گوید: «اگر بتوانیم این فوران را بهتر پیش‌بینی کنیم، در هزینه‌های زیادی صرفه‌جویی می‌کنیم.

چاه دوم KMT بستر آزمایشی را برای نسل جدیدی از نیروگاه های زمین گرمایی فراهم می کند که از دمای شدید ماگما بهره برداری می کنند.

ماگما بسیار پرانرژی است. آنها منبع گرمایی هستند که سیستم های گرمابی را نیرو می دهند و در نتیجه انرژی زمین گرمایی تولید می کنند. چرا سراغ منبع نمی روی؟» – از پروفسور لاول می پرسد.

حدود 65 درصد برق ایسلند و 85 درصد گرمایش خانگی از انرژی زمین گرمایی تامین می شود که سیالات داغ را به اعماق زمین به عنوان منبع گرما برای راه اندازی توربین ها و تولید برق پمپ می کند.

در دره زیر، نیروگاه کرافلا آب گرم و برق حدود 30000 خانه را تامین می کند.

بیارنی پالسون با لبخندی بدبین می‌گوید: «برنامه این است که نزدیک خود ماگما حفاری کنیم، شاید کمی آن را سوراخ کنیم.

آقای پالسون، مدیر اجرایی توسعه زمین گرمایی در منبع انرژی ملی Landswirkyun می گوید: “منبع زمین گرمایی مستقیماً بالای جسم ماگما قرار دارد و ما معتقدیم دما در حدود 500-600 درجه سانتیگراد است.”

یافتن ماگما در زیر زمین بسیار دشوار است، اما در سال 2009، مهندسان ایسلندی به طور تصادفی کشف کردند.

آنها قصد داشتند چاهی به عمق 4.5 کیلومتر حفر کنند و مایعات بسیار داغ را استخراج کنند، اما طوفان ناگهان متوقف شد زیرا ماگمای کم عمق شگفت آور را رهگیری کرد.

آقای پالسون می گوید: «ما انتظار نداشتیم که ماگما به عمق تنها 2.1 کیلومتر برسد.

مواجهه با ماگما نادر است و فقط در کنیا و هاوایی اتفاق افتاده است.

بخار فوق گرم با دمای رکورد 452 درجه سانتیگراد منفجر شد، در حالی که دمای محفظه تقریباً 900 درجه سانتیگراد بود.

ویدئوی دیدنی پفک های دود و بخار را نشان می دهد. گرمای شدید و خوردگی در نهایت چاه را تخریب کرد.

«این چاه حدود 10 برابر آن بازده داشت [energy] آقای پالسون می‌گوید از چاه متوسط ​​در این مکان.

وی خاطرنشان کرد: تنها دو حلقه از آنها می توانند انرژی مشابه 22 حلقه چاه نیروگاه را تامین کنند. یک تغییر واضح بازی وجود دارد.”

بیش از 600 نیروگاه زمین گرمایی در سرتاسر جهان مستقر هستند و صدها نیروگاه دیگر نیز در بحبوحه تقاضای رو به رشد برای انرژی کم کربن 24 ساعته، برنامه ریزی شده است. این چاه ها معمولاً حدود 2.5 کیلومتر عمق دارند و دمای زیر 350 درجه سانتی گراد را تحمل می کنند.

شرکت‌های خصوصی و گروه‌های تحقیقاتی در چندین کشور نیز در حال کار بر روی انرژی زمین‌گرمایی پیشرفته‌تر و فوق‌عمیق‌تر به نام سنگ فوق‌گرم هستند که در آن دما در اعماق ۵ تا ۱۵ کیلومتری از ۴۰۰ درجه سانتی‌گراد فراتر می‌رود.

روزالیند آرچر، رئیس دانشگاه گریفیث و مدیر سابق مؤسسه زمین گرمایی در نیوزیلند، می‌گوید «جام مقدس» یک «جام مقدس» است که عمیق‌تر و بسیار داغ‌تر می‌شود.

او توضیح می دهد که چگالی انرژی بالاتر بسیار امیدوارکننده است، زیرا هر چاه می تواند پنج تا ده برابر بیشتر از چاه های زمین گرمایی استاندارد انرژی تولید کند.

او می‌گوید: «شما نیوزلند، ژاپن و مکزیک را دارید، اما KMT نزدیک‌ترین به انجام مته در زمین است. “شروع آسان نیست و لزوماً ارزان نیست.”

حفاری در چنین شرایط شدید از نظر فنی چالش برانگیز خواهد بود و به مواد خاصی نیاز دارد.

پروفسور لاول مطمئن است که این امکان پذیر است. او می گوید که دماهای بسیار زیاد در موتورهای جت، متالورژی و صنعت هسته ای نیز دیده می شود.

Sigrun Nana Karlsdottir، استاد مهندسی صنایع و مکانیک در دانشگاه ایسلند می‌گوید: «ما باید در مورد مواد جدید و آلیاژهای مقاوم‌تر در برابر خوردگی تحقیق کنیم.

در داخل آزمایشگاه، تیم محققان او مواد را برای توانایی آنها در مقاومت در برابر دما، فشار و گازهای خورنده آزمایش می کنند. او توضیح می‌دهد که چاه‌های زمین گرمایی معمولاً با فولاد کربنی ساخته می‌شوند، اما زمانی که دما از 200 درجه سانتی‌گراد فراتر رود، به سرعت استحکام خود را از دست می‌دهد.

او می گوید: «ما روی آلیاژهای نیکل با کیفیت بالا و همچنین آلیاژهای تیتانیوم تمرکز می کنیم.

حفاری برای ماگمای آتشفشانی بالقوه خطرناک به نظر می رسد، اما آقای Gudmundsson چیز دیگری فکر می کند.

او می‌گوید: «ما معتقد نیستیم که گذاشتن یک سوزن در یک محفظه بزرگ ماگمایی اثر انفجاری داشته باشد.

«این در سال 2009 اتفاق افتاد و آنها متوجه شدند که احتمالاً قبلاً بدون اینکه بدانند این کار را انجام داده اند. ما فکر می کنیم بی خطر است.”

پروفسور آرچر می گوید: هنگام حفاری در زمین، خطرات دیگری مانند گازهای سمی و ایجاد زلزله نیز باید در نظر گرفته شوند. اما محیط زمین شناسی در ایسلند این امر را بسیار بعید می کند.

این کار سال ها طول خواهد کشید، اما می تواند پیش بینی های پیشرفته ای را به همراه داشته باشد و قدرت آتشفشان را افزایش دهد.

پروفسور آرچر می گوید: «من فکر می کنم کل جهان زمین گرمایی در حال تماشای پروژه KMT هستند. “این به طور بالقوه کاملاً متحول کننده است.”