Obrazy Getty’egoJestem w jednym z najgorętszych wulkanów na świecie, w północno-wschodniej Islandii, w pobliżu wulkanu Krafla.
W niewielkiej odległości widzę brzeg jeziora kraterowego wulkanu, podczas gdy na południu wypływają kominy parowe i kałuże błota.
Krafla wybuchała około 30 razy w ciągu ostatnich 1000 lat, a ostatnia erupcja miała miejsce w połowie lat 80. XX wieku.
Bjorn Por Guðmundsson prowadzi mnie na trawiaste zbocze. Kieruje zespołem międzynarodowych naukowców, którzy planują wiercić magmę Krafli.
„Stoimy w miejscu, w którym będziemy wiercić” – mówi.
Stanowisko testowe Krafla Magma (KMT) ma na celu pogłębienie wiedzy o tym, jak magma, czyli stopiona skała, zachowuje się pod ziemią.
Wiedza ta może pomóc naukowcom prognozować ryzyko erupcji i przesuwać energię geotermalną na nowe granice, wykorzystując niezwykle gorące i potencjalnie nieograniczone źródło energii wulkanicznej.
Począwszy od 2026 roku zespół KMT rozpocznie wiercenie pierwszego z dwóch odwiertów w celu stworzenia unikalnego podziemnego obserwatorium magmy, znajdującego się około 2,1 km (1,3 mili) pod ziemią.
„To jak nasz strzał na księżyc. To zmieni wiele rzeczy” – mówi Yan Lavelle, profesor wulkanologii na Uniwersytecie Ludvigs-Maximllian w Monachium i przewodniczący komitetu naukowego KMT.
Aktywność wulkaniczną zwykle monitoruje się za pomocą narzędzi takich jak sejsmometry. Jednak w przeciwieństwie do lawy na powierzchni niewiele wiemy o magmie znajdującej się pod ziemią, wyjaśnia profesor Lavelle.
„Chcielibyśmy oprzyrządować magmę, abyśmy mogli naprawdę słuchać pulsu Ziemi” – dodaje.
Czujniki ciśnienia i temperatury zostaną umieszczone w stopionej skale. „Są to dwa kluczowe parametry, które musimy zbadać, aby móc z wyprzedzeniem stwierdzić, co dzieje się z magmą” – mówi.
Szacuje się, że na całym świecie w promieniu 100 km od niebezpiecznych aktywnych wulkanów żyje 800 milionów ludzi. Naukowcy mają nadzieję, że ich praca pomoże uratować życie i pieniądze.
Islandia ma 33 aktywne systemy wulkaniczne i położona jest w szczelinie, w miejscu, w którym rozchodzą się płyty tektoniczne euroazjatycka i północnoamerykańska.
Ostatnio fala ósma erupcje na półwyspie Reykanes zniszczył infrastrukturę i wywrócił do góry nogami życie społeczności Grindavik.
Pan Guðmundsson wskazuje również na Eyjafjallajökulla, co spowodowało spustoszenie w 2010 roku kiedy chmura pyłu spowodowała odwołanie ponad 100 000 lotów, co kosztowało 3 miliardy funtów (3,95 miliarda dolarów).
„Gdybyśmy byli w stanie lepiej przewidzieć tę erupcję, moglibyśmy zaoszczędzić mnóstwo pieniędzy” – mówi.
Drugi odwiert KMT posłuży jako poligon doświadczalny dla nowej generacji elektrowni geotermalnych wykorzystujących ekstremalne temperatury magmy.
„Magma jest niezwykle energetyczna. Są źródłem ciepła zasilającego systemy hydrotermalne, które prowadzą do energii geotermalnej. Dlaczego nie sięgnąć do źródła?” – pyta profesor Lavelle.
Około 65% islandzkiej energii elektrycznej i 85% ogrzewania gospodarstw domowych pochodzi z energii geotermalnej, która pobiera gorące płyny głęboko pod ziemią jako źródło ciepła do napędzania turbin i wytwarzania energii elektrycznej.
W dolinie poniżej elektrownia Krafla dostarcza ciepłą wodę i prąd do około 30 000 domów.
„Plan jest taki, aby wiercić tuż obok samej magmy, ewentualnie lekko ją szturchnąć” – mówi Bjarni Pálsson z krzywym uśmiechem.
„Zasoby geotermalne znajdują się tuż nad magmą i naszym zdaniem ma temperaturę około 500–600°C”, mówi Pálsson, dyrektor wykonawczy ds. rozwoju geotermii u krajowego dostawcy energii Landsvirkjun.
Magmę bardzo trudno zlokalizować pod ziemią, ale w 2009 roku islandzcy inżynierowie dokonali przypadkowego odkrycia.
Planowali wykonać odwiert o głębokości 4,5 km i wydobywać niezwykle gorące płyny, ale wiertło zostało nagle zatrzymane, gdy przechwyciło zaskakująco płytką magmę.
„Absolutnie nie spodziewaliśmy się uderzenia w magmę na głębokości zaledwie 2,1 km” – mówi Pálsson.
Spotkanie z magmą jest rzadkie i miało miejsce tylko tutaj, w Kenii i na Hawajach.
Para przegrzana osiągnęła rekordową temperaturę 452°C, podczas gdy w komorze temperatura wynosiła 900°C.
Dramatyczne wideo pokazuje kłęby dymu i pary. Ostre ciepło i korozja ostatecznie zniszczyły studnię.
„Ten odwiert wyprodukował około 10 razy więcej (energii) niż przeciętny odwiert w tej lokalizacji”, mówi pan Pálsson.
Zauważa, że tylko dwa z nich mogłyby dostarczyć tę samą energię, co 22 odwierty elektrowni. „Następuje oczywista zmiana zasad gry”.
Na całym świecie działa ponad 600 elektrowni geotermalnych, a w obliczu rosnącego zapotrzebowania na całodobową energię niskoemisyjną planowane są setki kolejnych. Studnie te mają zazwyczaj głębokość około 2,5 km i osiągają temperatury poniżej 350°C.
Prywatne firmy i zespoły badawcze w kilku krajach również pracują nad bardziej zaawansowaną i bardzo głęboką geotermią, zwaną supergorącą skałą, w której temperatury przekraczają 400°C na głębokościach od 5 do 15 km.
Sięgające głębiej i znacznie cieplej, rezerwy ciepła to „Święty Graal” – mówi Rosalind Archer, dziekan Uniwersytetu Griffith i była dyrektor Instytutu Geotermalnego w Nowej Zelandii.
Wyjaśnia, że obiecująca jest wyższa gęstość energii, ponieważ każdy odwiert może wytworzyć od pięciu do dziesięciu razy więcej energii niż standardowe studnie geotermalne.
„Mamy do czynienia z Nową Zelandią, Japonią i Meksykiem, ale firma KMT jest najbliżej wbicia wiertła w ziemię” – mówi. „To nie jest łatwe i niekoniecznie tanie na początek”.
Wiercenie w tak ekstremalnym środowisku będzie trudne technicznie i wymaga specjalnych materiałów.
Profesor Lavelle jest przekonany, że jest to możliwe. Ekstremalne temperatury występują także w silnikach odrzutowych, metalurgii i przemyśle nuklearnym – mówi.
„Musimy badać nowe materiały i stopy bardziej odporne na korozję” – mówi Sigrun Nanna Karlsdottir, profesor inżynierii przemysłowej i mechanicznej na Uniwersytecie Islandzkim.
W laboratorium jej zespół badaczy testuje materiały odporne na ekstremalne temperatury, ciśnienie i żrące gazy. Studnie geotermalne są zwykle budowane ze stali węglowej, wyjaśnia, ale która szybko traci wytrzymałość, gdy temperatura przekracza 200°C.
„Koncentrujemy się na wysokiej jakości stopach niklu, a także stopach tytanu” – mówi.
Wiercenie w magmie wulkanicznej wydaje się potencjalnie ryzykowne, ale Guðmundsson jest innego zdania.
„Nie wierzymy, że wbicie igły w ogromną komorę magmową spowoduje efekt wybuchowy” – twierdzi.
„Stało się to w 2009 roku, a oni dowiedzieli się, że prawdopodobnie robili to już wcześniej, nawet o tym nie wiedząc. Wierzymy, że jest to bezpieczne.”
Podczas wierceń w ziemi należy wziąć pod uwagę także inne zagrożenia, takie jak toksyczne gazy i powodowanie trzęsień ziemi, mówi prof. Archer. „Ale środowisko geologiczne na Islandii sprawia, że jest to bardzo mało prawdopodobne”.
Prace zajmą lata, ale mogą przynieść zaawansowane prognozowanie i doładowanie mocy wulkanu.
„Myślę, że cały świat geotermalny obserwuje projekt KMT” – mówi prof. Archer. „To potencjalnie dość transformacyjne.”
