Тунел до „центъра на Земята“ може да освободи неограничена енергия

Исландия – островната държава, осеяна с хиляди сондажи, прокарани дълбоко в скалите за добив на геотермална енергия – се кани да влезе в историята на науката… „с първото пътуване до центъра на Земята“.

Страната вече използва геотермална енергия – топлина, която се генерира от земните недра – за задвижване на своите турбини и генериране на електроенергия. Исландските геотермални електроцентрали пробиват кладенци на повече от километър дълбочина, за да извлекат горещи водни пари, които се разделят на течна вода и пара в така наречените сепаратори.

След това парата преминава през турбини, които се въртят, за да произвеждат електроенергия. По този начин обаче се улавя само малка част от наличната енергия. Нещо повече, геотермалната енергия е сравнително хладна в сравнение с парата в електроцентрала, работеща с изкопаеми горива - съответно около 250°C и 450°C.

При тези ниски температури тя е доста неефективна, така че има интерес към опитите за разработване на свръхгореща геотермална енергия, коментира Джон Айхелбергер, вулканолог от Университета на Аляска във Феърбанкс пред New Scientist.

Затова и всички очи сега се вперени към нещо предстоящо – скоро към множеството съществуващи сондажи в Исландия може да се добави още един, по-специален.

През 2026 г. исландският проект Krafla Magma Testbed (KMT) ще изгради сондаж до магмената камера на вулкана Крафла в североизточната част на Исландия. Камерата, която се намира на дълбочина между една и две мили под повърхността, ще освободи неограничена геотермална енергия за захранване на исландските домове и сгради.

Ще сондираме в магмена камера“, коментира Хялти Пал Инголфсон от Клъстера за геотермални изследвания (GEORG) в Рейкявик, пред New Scientist. „Това е първото пътуване до центъра на Земята“, казва колегата му Бьорн Шор Гудмундсон.

Е, не съвсем в центъра. Някои магмени камери – подземни резервоари на разтопена скала – се намират само на няколко километра под повърхността на Земята, което ги прави достъпни за съвременните сонди. От време на време те изпускат магма на повърхността, където тя изригва под формата на лава. Точно това започва да се случва, с впечатляващ и опустошителен ефект, около град Гриндавик в Южна Исландия, в момента.

Проблемът е, че обикновено не се знае къде се намират магмените камери. „Нито една геофизична техника не е доказала, че може да определи задоволително местоположението на магмените резервоари“, посочва Джон Айхелбергер от Университета на Аляска във Феърбанкс.

Сега обаче Инголфсон и колегите му са извадили късмет. Те са се натъкнали на магмена камера и имат напреднали планове да направят немислимото – умишлен сондаж в нея. Проектът ще влезе в историята на науката, предоставяйки ни първата пряка възможност да изследваме скритата течна скала, която Земята използва, за да изгради своите континенти.

Покрай това може да се открие и път за снабдяване на света с неограничено количество евтини и чисти, пише NS.

Когато немислимото започне да се случва

До неотдавна обаче никой не се беше опитвал да прави сондажи в магмени камери, не само защото обикновено не се знае местонахождението им, но и поради очевидните рискове. Сондирането в магма звучи налудничаво, както отбелязва Айхелбергер, който изследва вулканите от десетилетия.

Хората биха ви се присмели и биха казали, че ще предизвикате изригване. И освен това не можете да я намерите (магмата).“

Но през 2009 г. това се променя, драматично и неочаквано, във вулкан на име Крафла в североизточна Исландия. Той е един от най-активните вулкани в света, разположен точно на върха на Средноатлантическия хребет в точката, където Евразийската и Северноамериканската тектонична плоча се раздалечават, и е изригвал 29 пъти от заселването на Исландия през IX век. Най-скорошната му активност е между 1975 и 1984 г., когато изригва девет пъти – епизод, известен като пожарите в Крафла.

Работата в Крафла води до откриването на потенциална магмена камера на около 3 до 7 км под вулкана. Пал Ейнарсон от Исландския университет картографира сеизмичните вълни, излъчвани от тектоничната активност, свързана с изригванията, и откри две „сенки“ – места, където вълните са значително по-слаби или напълно липсват. Това може да се дължи на течност – вероятно магма – която ги поглъща, въпреки че има и други обяснения. Най-малкото това е намек, че там долу има нещо интересно.

„Целта на производството на енергия от свръхгореща геотермална енергия, близка до магмата, е, че тези кладенци са по-мощни по отношение на производството на енергия от конвенционалните кладенци“, казва Гурмундсон пред MailOnline.

Можем да пробием един сондаж вместо 10 за същата мощност.“

Въпреки екстремната топлина на магмата – до 1300°C – експертите настояват, че тя е безопасна и няма да предизвика друго катастрофално изригване на вулкан в страната.

От края на 70-те години на миналия век в Крафла функционира геотермална централа, управлявана от Landsvirkjun, основната енергийна компания на Исландия. Тя разполага с 33 сондажа, които използват геотермалната енергия на обекта, но нито един от тях не се спуска до самата магмена камера.

Сондажите до дълбочината на камерата не са проблем, тъй като други компании по света се опитват да направят много по-големи сондажи. Проблемът е по-скоро какво ще се случи със сондажното оборудване, след като достигне до магмената камера.

През 2009 г., като част от исландския проект за дълбоко сондиране, експертите неволно пробиват в магмен резервоар в Крафла. Но сондажът трябваше да бъде прекратен, след като достигна 2 100 метра дълбочина, когато сондата се удари в магмата и корозира стоманата в корпуса на сондажа.

Епизодът доказа на експертите, че е безопасно да се сондира в магма, без да се предизвиква изригване – и че е възможно с правилните инструменти.

Една от основните цели на екипа е да разработи кладенци с подходящи материали, които да издържат на тези условия, казва Гурмундсон.

През 2026 г. проектът KMT ще направи пробив в близост до този оригинален сондаж, когато ще започне пътуването към камерата – но може да отнеме два месеца, за да стигне дотам. При успех учените искат също така да добавят сензори в магмената камера, които да отчитат налягането, което би могло да подобри прогнозите за изригвания.

За целта обаче е необходимо да се разработят сензори, които да издържат на силната топлина, налягане и киселинност на магмата. По-нататък може да се предприемат и други експерименти – инжектиране на течности в камерата, за да се променят налягането и температурата, и измерване на резултатите.

Получените данни могат да бъдат приложени към други активни вулкани по света, включително италианския супервулкан Кампи Флегрей.