更新时间:2024-05-11 02:08:48 点击量:
克拉弗拉岩浆试验台(KMT)“对于地球科学家来说,它的潜力就像大型强子对撞机对于粒子物理学家一样。”研究人员说,他们将直接钻入岩浆库,以探索巨大的地热能源。
2009年,冰岛的研究人员直接在一座已知火山的地面上钻孔。最初的计划是钻到4.5公里(约2.8英里)的深度,刚好在一个已知的岩浆库上方。然而,正如你所想象的那样,当涉及到岩浆时,事情并没有完全按计划进行。在仅2公里(约1.2英里)的深度,该设备穿透了洞室的一个未知的上部,在那里滚烫的热岩浆堵塞了洞,损坏了钻头,并向空气中释放了一股有毒气体。
2014年进行了一个类似的项目,结果相同。钻头击中了一个意想不到的岩浆库,设备被酸性气体破坏。
然而,冰岛人不是一个容易被吓倒的民族,他们把这两个项目看作是一个好兆头。这是因为,他们发现岩浆比预期的更接近地表,这意味着它可以更容易地研究,并且有可能将其热量用于大规模更高效的地热发电厂。
因此,他们决定继续钻探更多的岩浆房,作为KMT的一部分,KMT将成为世界上第一个岩浆观测站。该项目得到了来自11个不同国家的40多家研究机构和公司的支持,其目标有三个。首先,它将研究岩浆本身,包括它与周围岩石相互作用的方式,以及它将热量从地壳中传递出去的方式。其次,它将允许直接观察火山系统,研究小组希望,这将带来更好的方法来监测、预测和提醒人们新的火山喷发。
最后,或许也是最具戏剧性的是,KMT将探索利用岩浆中蕴含的巨大热能来显著提高地热能的产量。由于该项目将部署在现有的克拉弗拉(Krafla)地热发电站附近,因此将有很多机会进行实际发电试验。
“KMT将是第一个国际基础设施,一个实地观测站,直接研究岩浆及其与上方热液系统的耦合,”项目团队表示。“这类似于物理学的粒子加速器或天文学的望远镜阵列,但重点是了解地壳中最极端条件下发生的过程。”
岩浆在地热能源生产中如此吸引人的原因是,它具有加热水的热能,使涡轮机进入超临界状态。这种水在220巴的压力下被加热到373摄氏度以上(约703华氏度),就会变成一种既不是气体也不是液体的物质状态。在这种情况下,水可以容纳比普通水或蒸汽多10倍的能量。正因为如此,超临界水是地热能发展的圣杯。它的使用可以极大地提高能源生产过程的效率,使其成为一种更可行的清洁、可用的能源形式,特别是与地热领域的其他进展相结合时。
虽然最初计划在今年部署,但在最近接受媒体采访时,KMT的比约恩·古巴纳姆松表示,该项目的启动将分两个阶段进行:一个在2026年地热,另一个在2028年。
顾强·蒙德松表示:“KMT的不同之处在于,我们的目标是从热液系统的底部回收一个核心,使其成为岩浆,并同时监测该区间的温度。这将是科学家首次真正获得此类样本。我们的目标是在岩浆中放置温度和压力传感器,直接测量岩浆的行为。我们正在与传感器界合作,开发新的温度传感器和温度弹性技术,直接监测岩浆中的压力。”
KMT还表示,这次使用的所有设备都能够应对之前钻井项目中释放的恶劣条件。当然,事实上,前两次的努力并没有引发意外的火山爆发,这让团队相信,未来的项目将是相对安全的。
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