Max Home IndustryЯ нахожусь в одной из самых вулканических точек мира, на северо-востоке Исландии, недалеко от вулкана Крафла.
Неподалеку я вижу край кратерного озера вулкана, а на юге бурлят паровые жерла и грязевые бассейны.
За последние 1000 лет Крафла извергался около 30 раз, и последний раз — в середине 1980-х годов.
Бьорн Пор Гудмундссон ведет меня к травянистому склону холма. Он руководит командой международных ученых, которые планируют бурить магму Крафла.
«Мы стоим на том месте, где собираемся бурить», — говорит он.
Испытательный стенд Krafla Magma (KMT) призван углубить понимание того, как магма или расплавленная порода ведет себя под землей.
Эти знания могут помочь ученым прогнозировать риск извержений и вывести геотермальную энергию на новые рубежи, используя чрезвычайно горячий и потенциально безграничный источник вулканической энергии.
Начиная с 2026 года команда KMT начнет бурение первой из двух скважин для создания уникальной подземной обсерватории магмы, примерно в 2,1 км (1,3 мили) под землей.
«Это как наш полет на Луну. Он изменит многое», — говорит Ян Лавель, профессор вулканологии в Университете Людвига-Максимилиана в Мюнхене, возглавляющий научный комитет KMT.
Вулканическая активность обычно отслеживается с помощью таких инструментов, как сейсмометры. Но в отличие от лавы на поверхности, мы не так много знаем о магме под землей, объясняет профессор Лавель.
«Мы хотели бы оснастить магму приборами, чтобы действительно услышать пульс земли», — добавляет он.
Датчики давления и температуры будут помещены в расплавленную породу. «Это два ключевых параметра, которые нам нужно исследовать, чтобы иметь возможность заранее предсказать, что происходит с магмой», — говорит он.
По оценкам, в радиусе 100 км от опасных действующих вулканов живут около 800 миллионов человек по всему миру. Исследователи надеются, что их работа поможет спасти жизни и деньги.
В Исландии 33 действующих вулканических системы, и она находится на разломе, где расходятся Евразийская и Североамериканская тектонические плиты.
Совсем недавно волна из восьми извержений на полуострове Рейканес повредила инфраструктуру и перевернула жизни в сообществе Гриндавик.
Гудмундссон также указывает на Эйяфьятлайокудль, который вызвал хаос в 2010 году, когда облако пепла стало причиной отмены более 100 000 рейсов, что обошлось в 3 млрд фунтов стерлингов ($3,95 млрд).
«Если бы мы могли лучше предсказать это извержение, это могло бы сэкономить много денег», — говорит он.
Вторая скважина KMT станет испытательным полигоном для нового поколения геотермальных электростанций, которые используют экстремальную температуру магмы.
«Магма чрезвычайно энергична. Она является источником тепла, питающим гидротермальную систему, которая приводит к геотермальной энергии. Почему бы не обратиться к источнику?» — спрашивает профессор Лавель.
Около 65% электроэнергии Исландии и 85% отопления домохозяйств поступает из геотермальной энергии, которая использует горячие жидкости глубоко под землей в качестве источника тепла для привода турбин и выработки электроэнергии.
В долине ниже электростанция Крабла снабжает горячей водой и электричеством около 30 000 домов.
«План состоит в том, чтобы пробурить скважину совсем рядом с самой магмой, возможно, немного ее проткнуть», — говорит Бьярни Палссон с кривой усмешкой.
«Геотермальный ресурс расположен прямо над магматическим телом, и мы считаем, что его температура составляет около 500-600 °C», — говорит Палссон, исполнительный директор по развитию геотермальной энергетики в национальном поставщике электроэнергии Landsvirkjun.
Магму очень трудно обнаружить под землей, но в 2009 году исландские инженеры сделали случайное открытие.
Они планировали пробурить скважину глубиной 4,5 км и извлечь чрезвычайно горячие жидкости, но бурение внезапно остановилось, когда оно перехватило удивительно мелкую магму.
«Мы совершенно не ожидали, что наткнемся на магму на глубине всего 2,1 км», — говорит Палссон.
Встреча с магмой — редкость, и она произошла только здесь, в Кении и на Гавайях.
Перегретый пар, измеривший рекордную температуру 452 °C вверх, в то время как камера была оценена в 900 °C.
Драматическое видео показывает клубы дыма и пара. Резкий жар и коррозия в конечном итоге разрушили скважину.
«Эта скважина производила примерно в 10 раз больше [энергии], чем средняя скважина в этом месте», — говорит Палссон.
Всего две из них могли бы поставлять столько же энергии, сколько 22 скважины электростанции, отмечает он. «Это очевидный фактор, который меняет правила игры».
Во всем мире насчитывается более 600 геотермальных электростанций, и планируется построить еще сотни, на фоне растущего спроса на круглосуточную низкоуглеродную энергию. Эти скважины обычно имеют глубину около 2,5 км и выдерживают температуру ниже 350 °C.
Частные компании и исследовательские центры в нескольких странах также работают над более передовыми и сверхглубокими геотермальными источниками, называемыми сверхгорячими породами, где температура превышает 400°C на глубине от 5 до 15 км.
Достижение более глубоких и гораздо более горячих запасов тепла — это «Святой Грааль», говорит Розалинда Арчер, декан Университета Гриффита и бывший директор Геотермального института в Новой Зеландии.
Она объясняет, что именно более высокая плотность энергии так многообещающа, поскольку каждая скважина может производить в пять-десять раз больше энергии, чем стандартные геотермальные скважины.
«Новая Зеландия, Япония и Мексика ищут, но КМТ ближе всех к тому, чтобы забурить буровую коронку в землю», — говорит она. «Это нелегко, и начать не обязательно дешево».
Бурение в этой экстремальной среде будет технически сложным и потребует специальных материалов.
Профессор Лавель уверен, что это возможно. Экстремальные температуры также встречаются в реактивных двигателях, металлургии и ядерной промышленности, говорит он.
«Нам нужно исследовать новые материалы и более коррозионно-стойкие сплавы», — говорит Сигрун Нанна Карлсдоттир, профессор промышленной и машиностроительной инженерии в Университете Исландии.
В лаборатории ее команда исследователей тестирует материалы на устойчивость к экстремальным температурам, давлению и едким газам. Геотермальные скважины обычно строятся из углеродистой стали, объясняет она, но она быстро теряет прочность, когда температура превышает 200 °C.
«Мы сосредоточены на высококачественных никелевых сплавах, а также титановых сплавах», — говорит она.
Бурение вулканической магмы кажется потенциально рискованным, но Гудмундссон думает иначе.
«Мы не верим, что втыкание иглы в огромную магматическую камеру создаст взрывной эффект», — утверждает он.
«Это произошло в 2009 году, и они обнаружили, что, вероятно, уже делали это раньше, даже не подозревая об этом. Мы считаем, что это безопасно».
При бурении земли необходимо учитывать и другие риски, такие как токсичные газы и землетрясения, говорит профессор Арчер. «Но геологическая среда Исландии делает это крайне маловероятным».
Работа займет годы, но может принести передовое прогнозирование и сверхмощную вулканическую энергию.
«Я думаю, что весь геотермальный мир следит за проектом KMT», — говорит профессор Арчер. «Потенциально он весьма преобразующий».