دانشمندان می‌خواهند درون آتشفشان‌های ایسلند حفاری کنند

شمال شرق ایسلند یکی از فعال‌ترین نقاط آتشفشانی زمین است. دانشمندان ایسلندی قصد دارند برای فهم رفتار ماگما در زیر زمین دو حفره عمیق در نزدیکی آتشفشان «کرافلا» (Krafla) در این ناحیه حفر کنند. آن‌ها امیدوارند حفاری آتشفشان شناخت خطرات و بهبود عملکرد نیروگاه‌های زمین‌گرمایی را افزایش دهد.

دانشمندان تخمین می‌زنند حدود ۸۰۰ میلیون نفر در دنیا در فاصله ۱۰۰ کیلومتری آتشفشان‌های فعال و خطرناک زندگی می‌کنند اما شناخت ما از این سیستم‌ها بسیار اندک است.

ایسلند فعال‌ترین کشور از لحاظ فعالیت‌های آتشفشانی است. این کشور ۳۳ سیستم آتشفشانی فعال دارد و روی شکاف بین صفحه‌های اوراسیا و آمریکای شمالی قرار گرفته است که از یکدیگر دور می‌شوند. فوران‌های آتشفشانی در این کشور هم به زیرساخت‌ها و زندگی مردم ضربه می‌زنند هم غبار آن‌ها فعالیت‌هایی مانند پرواز هواپیماها را لغو می‌کند که میلیاردها دلار ضرر می‌زند.

از طرف دیگر، ایسلند وابستگی زیادی به انرژی زمین‌گرمایی دارد. در نیروگاه‌های زمین‌گرمایی، مایعات را به زیر زمین می‌فرستند تا تبدیل به بخار شود و توربین‌های تولید برق را بچرخاند. ۶۵ درصد برق ایسلند و ۸۵ درصد گرمایش خانگی این کشور با انرژی زمین‌گرمایی تأمین می‌شود.

دانشمندان قصد دارند با حفاری عمیق در نزدیکی آتشفشان، رصدخانه منحصربه‌فرد ماگما ایجاد کنند. این دستاورد می‌تواند تحولی بزرگ در علم زمین‌شناسی پدید آورد؛ زیرا دانشمندان اطلاعات زیادی درباره جریان‌های ماگمای زیر سطح زمین ندارند و آن‌ها را فقط از طریق لرزش‌های پوسته زمین مطالعه می‌کنند.

حفاری آتشفشان

برنامه حفاری دانشمندان شامل ایجاد دو چاه عمیق در نزدیکی آتشفشان کرافلا است. حفاری چاه اول سال ۲۰۲۶ آغاز می‌شود و ۲.۱ کیلومتر عمق خواهد داشت. دانشمندان سنسورهای فشار و دما در این چاه قرار می‌دهند تا بتوانند مستقیم ماگما را بررسی کنند. این دو پارامتر کلیدی به آن‌ها کمک می‌کند وقایع را پیش‌بینی کنند.

شناسایی ماگما زیر زمین بسیار دشوار است اما سال ۲۰۰۹، مهندسان ایسلندی یکی را تصادفی کشف کردند. آن‌ها قصد داشتند چاهی با عمق ۴.۵ کیلومتر برای استخراج مایعات بسیار داغ حفر کنند اما در کمال تعجب به جریان ماگمای بسیار سطحی برخوردند که فقط ۲.۱ کیلومتر عمق داشت.

این سومین باری بود که پس از دو مورد در کنیا و هاوایی، انسان‌ها به جریان ماگما برخورد کردند.

دومین چاه دانشمندان ایسلندی بستری آزمایشی برای نسل جدید نیروگاه‌های زمین‌گرمایی خواهد بود. درحال‌حاضر، نیروگاه‌ها انرژی زمین‌گرمایی را از سنگ‌های گرم استخراج می‌کنند اما این دانشمندان قصد دارند برای اولین بار انرژی را از خود منبع گرما، ماگماها، به دست آورند.

در حفاری تصادفی که منجر به کشف این منبع ماگما شد، گازهای خروجی دمای رکوردشکن ۴۵۲ درجه سلسیوس را ثبت کردند. تخمین‌ها نشان می‌دهند دما در خود اتاقک ماگما به ۹۰۰ درجه می‌رسد.

منبع زمین‌گرمایی موردنظر دانشمندان درست بالای این اتاقک واقع شده که دمای آن احتمالاً ۵۰۰ تا ۶۰۰ درجه سلسیوس است؛ یعنی انرژی استخراج‌شده از این چاه حدوداً ۱۰ برابر چاه‌های متداول خواهد بود. این دو چاه روی هم می‌توانند به‌اندازه ۲۲ چاه یک نیروگاه زمین‌گرمایی معمولی برق تولید کنند.

بیش از ۶۰۰ نیروگاه زمین‌گرمایی در سراسر جهان وجود دارد و صدها نیروگاه دیگر نیز در آینده نزدیک ساخته خواهند شد. چاه‌های نیروگاه‌های موجود میانگین ۲.۵ کیلومتر عمق دارند و دمای آن‌ها به ۳۵۰ درجه سلسیوس می‌رسد. شرکت‌های خصوصی نیز روی چاه‌های پیشرفته‌تر و فوق‌عمیق کار می‌کنند که دمایشان در عمق ۵ تا ۱۵ کیلومتری به ۴۰۰ درجه برسد.

حفاری نزدیک آتشفشان کرافلا این صنعت را متحول خواهد کرد. اما پیش از آن دانشمندان باید موادی مقاوم برای مته و دیواره‌های چاه پیدا کنند. چاه‌های فعلی دیواره‌های فولاد کربنی دارند که در دمای بالاتر از ۲۰۰ درجه سلسیوس به‌سرعت مقاومتشان را از دست می‌دهند. آن‌ها همچنین باید ریسک نشت گازهای سمی و زلزله‌های مصنوعی را نیز در نظر بگیرند.