Просвердлити Землю до самої магми: вчені знайшли Святий Грааль геотермальної енергії

Випробувальний стенд магми Крафла (KMT) — проєкт, у рамках якого планується буріння надр Землі прямо в магматичну камеру. Дослідники, які працюють над проєктом, називають його аналогом Великого адронного колайдера, але у сфері геології та геотермальної енергії, пише New Atlas.

Ще 2009 року в Ісландії, в рамках експерименту, вчені прорубали свердловину на вершині вулкана. Початковий план полягав у тому, щоб прорубати свердловину на глибину 4,5 км — до точки, що розташована дещо вище відомого магматичного вогнища. Але експеримент пішов не за планом. Уже на глибині 2 км обладнання зіткнулося з розплавленою магмою, потрапивши в невідому верхню частину камери, де киплячий матеріал закупорив отвір, пошкодив бур і викинув на поверхню струмінь отруйного газу.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Аналогічний експеримент було проведено у 2014 році з подібними результатами. І цього разу бур провалився в несподіване магматичне вогнище, а обладнання було зруйновано кислотними газами.

Ісландці сприйняли це як добрий знак. По-перше, вдалося виявити магму набагато ближче до поверхні, ніж передбачалося. Це зі свого боку означало, що її можна легше вивчити й ефективніше використовувати для геотермальних електростанцій.

Тому було ухвалено рішення продовжити буріння нових магматичних камер у рамках KMT. Таким чином, випробувальний стенд магми Крафла має стати першою у світі магматичною обсерваторією.

У проєкті беруть участь понад 40 дослідницьких інститутів і компаній з 11 країн. Сам же проєкт ставить перед собою одразу три мети. Спершу дослідники збираються вивчити саму магму і те, як вона взаємодіє з навколишнім середовищем, передаючи тепло із земної кори. На другому етапі вчені хочуть здійснювати прямі спостереження за вулканічною системою, що може поліпшити прогнозування виверження вулканів.

Третій етап є найважливішим — KMT досліджує можливість використання величезної теплової енергії, яка міститься в магмі, щоб збільшити виробництво геотермальної енергії. Через те, що проєкт буде розгорнуто поруч із уже побудованою геотермальною електростанцією Крафла, відкриється багато можливостей для експериментів із реальним виробництвом електроенергії.

Магма є дуже перспективним доповненням до виробництва геотермальної енергії через те, що вона володіє тепловою енергією для нагріву води. Остання переводить турбіни в надкритичний стан. Такий тип води під час нагрівання вище 373 °C і під тиском 220 барів переходить у стан речовини, яка не є ні газом, ні рідиною.

За словами експертів, у такому стані вода може утримувати в 10 разів більше енергії, ніж звичайна вода або пара.

Таким чином надкритична рідина є так званим Святим Граалем для розвитку геотермальної енергетики.

Запуск усього проєкту відбуватиметься у два етапи: перший заплановано на 2026 рік, а другий на 2028 рік. Першу свердловину використовуватимуть для дослідження вулканів, а другу — для досліджень у галузі енергетики.

Нагадаємо, фізики досягли прориву в термоядерному синтезі на шляху до безмежної енергії. В експериментальному термоядерному реакторі вдалося підтримувати дуже гарячу плазму протягом більш тривалого часу.