اتاقک ماگمای یک آتشفشان حفاری می‌شود

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از دیلی میل، شاید به آغاز یک فیلم ژانر فاجعه‌ای شبیه باشد، اما ایسلند می‌تواند تاریخ‌ساز شود و اولین کشوری باشد که در اتاقک ماگمایی یک آتشفشان حفاری کرده است. 

ایسلند  سال ۲۰۲۶ در  پروژه‌ای موسوم به «کرافلا ماکما تست‌بد» (Krafla Magma Testbed (KMT)9)، یک گمانه به مقصد اتاقک ماگمایی در آتشفشان «کرافلا» خواهد ساخت. این آتشفشان در شمال شرقی این کشور واقع است.

این اتاقک که بین یک تا دو مایل زیر سطح زمین قرار دارد، انرژی زمین گرمایی نامحدودی را برای تامین انرژی خانه‌ها و ساختمان‌های ایسلند آزاد می‌کند. 

با وجود گرمای شدید ماگما (حدود ۱۳۰۰ درجه سانتیگراد) کارشناسان اصرار دارند که این ماگما بی خطر است و باعث فوران آتشفشانی فاجعه بار دیگری در کشور نخواهد شد.

اتاقک ماگما یا آشیانه ماگما حفره‌ای بزرگ از سنگ مذاب است که در زیر سطح زمین قرار دارد. سنگ مذاب یا ماگما در این محفظه تحت فشار شدید است و این فشار می‌تواند به تدریج سنگ‌های اطراف آن را شکسته و راهی برای خروج ماگما به سمت بالا ایجاد کند.

انرژی زمین گرمایی چگونه کار می‌کند؟ 

سیستم‌های زمین گرمایی منظم یک فناوری جاافتاده هستند که در آن حفره‌ها در یک منطقه داغ زیر سطح زمین حفر می‌شوند. سنگ‌های زیر زمین آب را برای تولید بخار گرم می‌کنند. بخار بالا می‌آید، تصفیه می‌شود و برای راندن توربین‌هایی که ژنراتور‌های الکتریکی را به حرکت در می‌آورند، استفاده می‌شود. 

ممکن است در سنگ‌های داغ «آب‌های زیرزمینی» طبیعی وجود داشته باشد، یا ممکن است اپراتور‌های نیروگاه نیاز به حفر سوراخ‌های بیشتری داشته باشند و آب را به داخل آن‌ها پمپ کنند. 

ایسلند در حال حاضر از انرژی زمین گرمایی - حرارتی که در داخل زمین تولید می‌شود - برای به حرکت درآوردن توربین‌های خود و تولید برق استفاده می‌کند. 
نیروگاه‌های زمین گرمایی ایسلندی چاه‌هایی را بیش از یک مایل به پایین حفر می‌کنند تا بخار آب داغ را در فرایندی موسوم به جدا کننده استخراج کنند که آب مایع و بخار را از هم جدا می‌کند.

سپس بخار از میان توربین‌هایی عبور می‌کند که برای تولید برق می‌چرخند، اما این تنها بخشی از انرژی موجود را جذب می‌کند. 

علاوه بر این، انرژی زمین گرمایی در مقایسه با بخار در یک نیروگاه سوخت فسیلی نسبتاً خنک است - به ترتیب حدود ۲۵۰ درجه سانتیگراد و ۴۵۰ درجه سانتیگراد. 

«جان آیکلبرگر» (John Eichelberger) آتشفشان شناس دانشگاه آلاسکا فیربنکس گفت: این دمای پایین کاملاً ناکارآمد است، از این رو تلاش بر توسعه فرایند‌های زمین گرمایی فوق گرم است؛ و این در حالی است که رسیدن به دما‌های بالاتر از محفظه ماگما می‌تواند منجر به تامین انرژی قوی‌تر شود. 

کرافلا، یکی از فعال‌ترین آتشفشان‌های جهان، بین سال‌های ۱۹۷۵ تا ۱۹۸۴ (آخرین سال آخرین فوران آن) ۹ بار فوران کرد. در آن زمان، دانشمندان توانستند محل اتاق ماگمای کرافلا را در زیر دهانه دهان با استفاده از لرزه سنج‌ها - حدود ۱.۲ مایل (۲ کیلومتر) پایین‌تر، مشخص کنند. از اواخر دهه ۱۹۷۰ یک نیروگاه زمین گرمایی در کرافلا وجود دارد که توسط شرکت اصلی برق ایسلند اداره می‌شود. 

کرافلا دارای ۳۳ حفره است که انرژی زمین گرمایی را به سایت می‌رسانند، اما هیچ کدام از این حفره‌ها به اتاقک ماگمایی واقعی نمی‌رسند.
حفاری تا عمق محفظه مساله‌ای نیست، زیرا سایر شرکت‌ها در سراسر جهان در حال تلاش برای طول‌های حفاری بسیار بزرگ‌تر هستند. بلکه مسئله این است که پس از رسیدن تجهیزات حفاری به محفظه ماگما، چه اتفاقی برای تجهیزات حفاری خواهد افتاد.

در سال ۲۰۰۹، به عنوان بخشی از پروژه حفاری عمیق ایسلند، کارشناسان به طور ناخواسته در یک مخزن ماگما در کرافلا حفاری کردند. 

اما حفاری پس از رسیدن به عمق ۲۱۰۰ متری با برخورد مته به ماگما و خوردگی فولاد در روکش چاه متوقف شد. این قسمت به متخصصان ثابت کرد که حفاری در ماگما بدون ایجاد فوران بی خطر است و با ابزار مناسب امکان پذیر است. 

به گفته محققان یکی از اهداف اصلی KMT توسعه چاه‌هایی با مواد مناسب است که بتواند در این شرایط مقاومت کند.

در سال ۲۰۲۶، پروژه KMT با شروع سفر به اتاقک، نزدیک به این گمانه اصلی آغاز خواهد شد، اما رسیدن به آن ممکن است دو ماه طول بکشد.

دانشمندان قصد دارند در صورت موفقیت، حسگر‌هایی را به محفظه ماگما برسانند تا با اندازه‌گیری فشار، پیش‌بینی فوران‌ها را بهبود بخشد. با این حال، این امر مستلزم توسعه حسگر‌هایی است که می‌توانند گرما، فشار و اسیدیته شدید ماگما را تحمل کنند. آزمایش‌های دیگری که در اواخر دهه انجام خواهد شد می‌تواند شامل تزریق مایعات به محفظه برای تغییر فشار و دما و همچنین اندازه گیری نتایج باشد.

شناخت و بینش‌های به دست آمده می‌تواند برای سایر آتشفشان‌های فعال در سرتاسر جهان، از جمله اَبَر آتشفشان‌های ایتالیایی (Campi Flegrei) قابل استفاده باشد.