Гетти Изображения

Исландия — одно из самых вулканически активных мест в мире.

Я нахожусь в одной из самых горячих 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 лужи.

За последние 1000 лет Крафла извергался около 30 раз, последний раз — в середине 1980-х годов.

Бьорн Пор Гудмундссон ведет меня к травянистому склону холма. Он руководит командой международных ученых, которые планируют изучить магму Крафлы.

«Мы стоим на том месте, где собираемся бурить», — говорит он.

Испытательный стенд магмы Крафла (KMT) призван улучшить 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, подключившись к чрезвычайно горячему и потенциально безграничному источнику энергии вулканов.

Бьорн Пор Гудмундссон возглавляет команду, планирующую бурение до магмы под этим местом.

Начиная с 2026 года команда Гоминьдана начнет бурение первой из двух скважин, чтобы создать уникальную подземную магматическую обсерваторию на глубине около 2,1 км (1,3 мили) под землей.

«Это как наш лунный выстрел. Это изменит многое», — говорит Ян Лавель, профессор вулканологии в Университете Людвига-Максимлиана в Мюнхене и возглавляющий научный комитет Гоминьдана.

Вулканическую активность обычно контролируют с помощью таких инструментов, как сейсмометры. Но в отличие от лавы на поверхности, мы мало что знаем о магме под землей, объясняет профессор Лавель.

«Мы хотели бы оснастить магму приборами, чтобы действительно слышать пульс Земли», — добавляет он.

Датчики давления и температуры будут помещены в расплавленную породу. «Это два ключевых параметра, которые нам необходимо исследовать, чтобы иметь возможность заранее сказать, что происходит с магмой», — говорит он.

Во всем мире около 800 миллионов человек живут в радиусе 100 км от опасных действующих вулканов. Исследователи надеются, что их работа поможет спасти жизни и деньги.

В Исландии имеется 33 действующие вулканические системы, и она расположена на разломе, где расходятся Евразийская и Североамериканская тектонические плиты.

Совсем недавно волна из восьми извержения на полуострове Рейканес нанес ущерб инфраструктуре и перевернул жизнь жителей Гриндавика.

Г-н Гудмундссон также указывает на Эйяфьятлайокудль: что вызвало хаос в 2010 году когда облако пепла привело к отмене более 100 000 рейсов на сумму 3 млрд фунтов стерлингов (3,95 млрд долларов США).

«Если бы мы могли лучше предсказать это извержение, мы могли бы сэкономить много денег», — говорит он.

Крафла окружена дымящимися прудами и грязевыми бассейнами.

Вторая скважина Гоминьдана станет испытательным стендом для геотермальных электростанций нового поколения, которые используют экстремальную температуру магмы.

«Магма чрезвычайно энергична. Они являются источником тепла, питающим гидротермальные системы, что приводит к производству геотермальной энергии. Почему бы не обратиться к источнику?» — спрашивает профессор Лавель.

Около 65% электроэнергии в Исландии и 85% отопления домов поступает из геотермальной энергии, которая использует горячие жидкости глубоко под землей в качестве источника тепла для привода турбин и выработки электроэнергии.

В долине внизу электростанция Крафла снабжает горячей водой и электричеством около 30 000 домов.

«План состоит в том, чтобы пробурить как можно меньше самой магмы, возможно, немного проткнуть ее», — говорит Бьярни Палссон с кривой улыбкой.

«Геотермальные ресурсы расположены чуть выше магматического тела, и мы считаем, что их температура составляет около 500-600°C», — говорит г-н Палссон, исполнительный директор по геотермальному развитию национальной компании по производству энергии Ландсвиркьюн.

Магму очень сложно 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, поскольку оно перехватило магму на удивление неглубокой глубины.

«Мы абсолютно не ожидали, что столкнемся с магмой на глубине всего 2,1 км», — говорит г-н Палссон.

Встреча с магмой редка и произошла только здесь, в Кении и на Гавайях.

Поднялся перегретый пар, температура которого достигла рекордных 452°C, тогда как температура в камере оценивалась в 900°C.

Драматическое видео показывает клубы дыма и пара. Острая жара и коррозия в конечном итоге разрушили колодец.

«Эта скважина добыла примерно в 10 раз больше [energy] чем средняя скважина в этом месте», — говорит г-н Палссон.

Всего две из них могут обеспечить столько же энергии, сколько и 22 скважины электростанции, отмечает он. «Происходит очевидный перелом в правилах игры».

Существует огромный спрос на геотермальную энергию

Во всем мире имеется 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 группы в нескольких странах также работают над созданием более совершенных и сверхглубоких геотермальных источников, называемых сверхгорячими породами, где температура превышает 400°C на глубинах от 5 до 15 км.

По словам Розалинд Арчер, декана Университета Гриффита и бывшего директора Геотермального института в Новой Зеландии, запасы тепла, проникающие глубже и намного горячее, являются «Святым Граалем».

По ее словам, очень многообещающей является более высокая плотность энергии, поскольку каждая скважина может производить в пять-десять раз больше энергии, чем стандартные геотермальные скважины.

«Новая Зеландия, Япония и Мексика ищут, но ГМТ ближе всего к тому, чтобы забить бур в землю», — говорит она. «Начать работу непросто и не обязательно дешево».

Инженерам придется разработать новую технологию бурения для обхода вулканов

Бурение в таких экстремальных условиях будет технически сложным и потребует специальных материалов.

Профессор Лавель уверен, что это возможно. По его словам, экстремальные температуры также наблюдаются в реактивных двигателях, металлургии и атомной промышленности.

«Нам необходимо исследовать новые материалы и более устойчивые к коррозии сплавы», — говорит Сигрун Нанна Карлсдоттир, профессор промышленного и машиностроения в Университете Исландии.

В лаборатории ее команда исследователей тестирует материалы на устойчивость к экстремальным температурам, давлению и агрессивным газам. По ее словам, геотермальные скважины обычно изготавливаются из углеродистой стали, но она быстро теряет прочность, когда температура превышает 200°C.

«Мы уделяем особое внимание высококачественным никелевым сплавам, а также титановым сплавам», — говорит она.

Бурение вулканической магмы кажется потенциально рискованным, но г-н Гудмундссон думает иначе.

«Мы не верим, что воткновение иглы в огромную магматическую камеру приведет к взрывному эффекту», — утверждает он.

«Это произошло в 2009 году, и они узнали, что, вероятно, 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 маловероятным».

Работа займет годы, но может принести передовые прогнозы и сверхмощную вулканическую мощь.

«Я думаю, что весь геотермальный мир наблюдает за проектом Гоминьдана», — говорит профессор Арчер. «Это потенциально весьма преобразующе».

Больше технологий бизнеса