Magma: Nguồn năng lượng địa nhiệt vô tận

Nhiệt độ của magma có thể lên tới hàng nghìn độ Celsius, tạo ra một nguồn năng lượng nhiệt độ cao cực kỳ quý giá. Khi magma nóng chảy tiếp xúc với nước ngầm, nó tạo ra hơi nước và các chất lỏng siêu nhiệt, có thể được sử dụng để phát điện trong các nhà máy năng lượng địa nhiệt.

Trước đây, do những thách thức kỹ thuật và nguy cơ gây ra phun trào, chưa có giếng magma nào được khoan tới. Nhiệt độ tăng khoảng 30°C cho mỗi kilomet dưới bề mặt Trái đất trong 10 km đầu tiên, tạo ra môi trường cực kỳ khắc nghiệt.

giếng magma dưới miệng núi lửa Krafla

Tuy nhiên, với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, một nhóm các nhà khoa học đã có kế hoạch tiến hành khoan trực tiếp vào giếng magma dưới miệng núi lửa Krafla ở Iceland vào năm 2026. Mục tiêu của họ là khai thác nguồn năng lượng địa nhiệt gần như vô tận từ giếng magma này.

Lỗ khoan này sẽ phép thử đầu tiên giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về cấu trúc và hoạt động của giếng magma. Mặc dù có những lo ngại về an toàn, đặc biệt là sau vụ phun trào núi lửa Grindavik gần đây ở Ireland, nhưng các nhà khoa học đảm bảo rằng hoạt động khoan tại Krafla sẽ không gây nguy hiểm. Việc này đòi hỏi sự cẩn trọng và chuẩn bị kỹ lưỡng để đảm bảo an toàn cho cả nhóm khoa học và môi trường xung quanh.

Krafla là một trong những núi lửa hoạt động mạnh nhất trên thế giới từ năm 1975 đến năm 1984.

Chính phủ Iceland đã phát hiện manh mối đầu tiên về giếng magma của núi lửa Krafla vào năm 2000 khi thực hiện khoan vào núi lửa để đánh giá khả năng khai thác nguồn nước nhiệt độ cao ở đó để thu năng lượng địa nhiệt.

Sau đó vào năm 2008, một thử nghiệm khác đã tiến hành với mục tiêu khoan tới độ sâu 4.000 mét để tiếp cận vị trí giếng magma. Tuy nhiên, vào năm 2009, họ phát hiện giếng magma ở độ sâu chỉ có 2.000 mét, tạo điều kiện cực kì thuận lợi cho các nhà khoa học tiến hành nghiên cứu.

Phân tích các mẫu đá được lấy từ quá trình khoan cho thấy đã có sự tiếp xúc với obsidian, một loại khoáng chất thủy tinh do dung nham nguội đi. Bên cạnh đó, trong khi hầu hết các núi lửa phun ra dung nham bazan, các mẫu lấy từ Krafla cho thấy nó tạo ra nhiều magma rhyolitic giàu silic hơn.

Thành phần này mang lại cho nó độ nhớt cao, khiến việc đông đặc nhanh hơn và giảm thiểu nguy cơ phun trào. Theo các nhà nghiên cứu dự án, mũi khoan sẽ xuyên vào giếng magma và bịt kín trước khi cho phép magma thoát ra, khi nó nguội đi sẽ chặn lỗ mở, do đó ngăn chặn vụ phun trào.

Dự án

Krafla Magma Testbed

Dự án Krafla Magma Testbed (KMT), được khởi động từ năm 2014, có thể là bước ngoặt lớn trong lịch sử địa vật lý, lần đầu tiên cho phép tiếp cận trực tiếp một giếng magma.

KMT sẽ được xây dựng theo các giai đoạn với độ phức tạp tăng dần. Giai đoạn I ước tính có chi phí khoảng 25 triệu đô la và tổng chi phí phát triển dự án lên tới khoảng 100 triệu đô la.

Thách thức kỹ thuật trong việc khoan vào giếng magma Krafla là việc phát triển cảm biến nhiệt và thiết bị khoan chịu được nhiệt độ, áp suất và độ axit cao. Sự phát triển của những thiết bị này là chìa khóa quan trọng cho sự thành công của dự án​​.

Các nhà nghiên cứu hy vọng sẽ khoan thử nghiệm thành công vào năm 2026.

Dự án Krafla Magma Testbed được kỳ vọng sẽ khám phá ra cách khai thác năng lượng của giếng magma, cung cấp nguồn năng lượng địa nhiệt gần như không giới hạn, rẻ và bền vững. Chất lỏng địa nhiệt từ Krafla có thể đạt nhiệt độ lên tới 900°C, gấp đôi so với các nhà máy điện địa nhiệt tiêu chuẩn, mở ra cơ hội mới cho ngành năng lượng tái tạo.

Việc khoan vào giếng magma, một thách thức kỹ thuật chưa từng có, có thể mở ra một nguồn năng lượng địa nhiệt mới, mang lại lợi ích không chỉ cho Iceland mà còn cho cả thế giới trong việc giảm phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch và chống lại biến đổi khí hậu. Đây là một lĩnh vực đầy hứa hẹn, hứa hẹn đem lại những bước tiến đột phá trong nghiên cứu và ứng dụng năng lượng địa nhiệt trong tương lai. Đồng thời, giếng magma này còn giúp các nhà khoa học đặt các thiết bị theo dõi, giúp cải thiện dự báo về các vụ phun trào núi lửa.

[PetroTimesTV] Phó Thủ tướng Trần Lưu Quang khai trương gian triển lãm chuỗi giá trị hydro xanh của Petrovietnam tại Techconnect and Innovation Viet Nam 2023

Giới khoa học quốc tế quy tụ ở Việt Nam, sẵn sàng hợp tác thúc đẩy KHCN

Ngân hàng gen 5.000 người cổ đại giải mã bệnh đa xơ cứng