رحلة إلى مركز الأرض: يكشف العلماء عن خطط طموحة لحفر نفق في غرفة الصهارة البركانية – ويزعمون أنها يمكن أن تطلق العنان لطاقة غير محدودة

قد يبدو الأمر وكأنه بداية فيلم عن الكوارث، لكن أيسلندا يمكن أن تصنع التاريخ العلمي بأن تصبح أول دولة تقوم بالحفر في غرفة الصهارة البركانية.

في عام 2026، سيقوم مشروع Krafla Magma Testbed (KMT) في أيسلندا ببناء بئر لغرفة الصهارة في بركان يسمى Krafla في شمال شرق البلاد.

ستطلق الغرفة، التي تقع على بعد ميل واحد إلى ميلين تحت السطح، طاقة حرارية أرضية غير محدودة لتشغيل المنازل والمباني في أيسلندا.

على الرغم من حرارة الصهارة الشديدة – التي تصل إلى 2372 درجة فهرنهايت (1300 درجة مئوية) – يصر الخبراء على أنها آمنة ولن تؤدي إلى ثوران بركاني كارثي آخر في البلاد.

وقال مدير المشروع بيورن ثور غوموندسون: “إنها أول رحلة إلى مركز الأرض”.

في عام 2026، سيبدأ مشروع Krafla Magma Testbed (KMT) في بناء بئر لغرفة الصهارة في بركان يسمى Krafla في شمال شرق البلاد. ستطلق الغرفة، التي تقع على بعد ثلاثة أميال تقريبًا تحت السطح، طاقة حرارية أرضية غير محدودة لتشغيل منازل أيسلندا

عالمة البراكين الفرنسية كاتيا كرافت ترتدي بدلة مصنوعة من الألومنيوم وتقف بالقرب من انفجار الحمم البركانية في بركان كرافلا

عالمة البراكين الفرنسية كاتيا كرافت ترتدي بدلة مصنوعة من الألومنيوم وتقف بالقرب من انفجار الحمم البركانية في بركان كرافلا

كيف تعمل الطاقة الحرارية الأرضية؟

تعد أنظمة الطاقة الحرارية الأرضية العادية تقنية راسخة يتم من خلالها حفر ثقوب في منطقة ساخنة تحت سطح الأرض.

تقوم الصخور بتسخين المياه الموجودة تحت الأرض لإنتاج البخار.

ويأتي البخار، ويتم تنقيته واستخدامه في تشغيل التوربينات التي تشغل المولدات الكهربائية.

قد تكون هناك “مياه جوفية” طبيعية في الصخور الساخنة، أو قد يحتاج مشغلو المحطة إلى حفر المزيد من الثقوب وضخ المياه إلى داخلها.

وتستغل أيسلندا بالفعل الطاقة الحرارية الأرضية ــ الحرارة التي تتولد داخل الأرض ــ لتشغيل توربيناتها وتوليد الكهرباء.

تحفر محطات الطاقة الحرارية الأرضية في أيسلندا آبارًا بعمق أكثر من ميل لاستخراج بخار الماء الساخن، الذي يتم فصله إلى ماء سائل وبخار فيما يسمى بالفواصل.

يتم بعد ذلك تشغيل البخار عبر توربينات تعمل على إنتاج الكهرباء، لكن هذا لا يلتقط سوى جزء صغير من الطاقة المتوفرة.

علاوة على ذلك، فإن الطاقة الحرارية الأرضية باردة نسبيًا مقارنة بالبخار في محطة توليد الطاقة بالوقود الأحفوري – حوالي 482 درجة فهرنهايت و842 درجة فهرنهايت (250 درجة مئوية و450 درجة مئوية)، على التوالي.

وقال جون إيشيلبرجر، عالم البراكين في جامعة ألاسكا فيربانكس، لمجلة نيو ساينتست: “إنها غير فعالة تمامًا في درجات الحرارة المنخفضة، لذا هناك اهتمام بمحاولة تطوير الطاقة الحرارية الأرضية شديدة الحرارة”.

وبدلا من ذلك، فإن الاستفادة من درجات الحرارة المرتفعة من غرفة الصهارة يمكن أن يؤدي إلى إمدادات طاقة أكثر قوة.

وقال غوموندسون لـ MailOnline: “الغرض من إنتاج الطاقة من الطاقة الحرارية الأرضية شديدة الحرارة القريبة من الصهارة هو أن هذه الآبار أقوى من حيث إنتاج الطاقة من الآبار التقليدية”.

“يمكننا حفر بئر واحدة بدلاً من 10 للحصول على نفس إنتاج الطاقة.”

تعد منطقة كرافلا واحدة من أكثر المناطق البركانية نشاطًا في العالم.  وهي تقع على قمة حدود الصفائح التكتونية التي تسمى سلسلة جبال منتصف المحيط الأطلسي، حيث تلتقي صفيحة أمريكا الشمالية والصفيحة الأوراسية.

تعد منطقة كرافلا واحدة من أكثر المناطق البركانية نشاطًا في العالم. وهي تقع على قمة حدود الصفائح التكتونية التي تسمى سلسلة جبال منتصف المحيط الأطلسي، حيث تلتقي صفيحة أمريكا الشمالية والصفيحة الأوراسية.

اندلع بركان كرافلا، أحد أكثر البراكين نشاطًا في العالم، تسع مرات بين عامي 1975 و1984 (عام ثورانه الأخير).  منظر جوي لكرافلا (جبل) وكالديرا كرافلا في عام 2008

اندلع بركان كرافلا، أحد أكثر البراكين نشاطًا في العالم، تسع مرات بين عامي 1975 و1984 (عام ثورانه الأخير). منظر جوي لكرافلا (جبل) وكالديرا كرافلا في عام 2008

اندلع بركان كرافلا، أحد أكثر البراكين نشاطًا في العالم، تسع مرات بين عامي 1975 و1984 (عام ثورانه الأخير).

وفي ذلك الوقت، تمكن العلماء من تحديد موقع غرفة الصهارة في كرافلا أسفل الكالديرا باستخدام أجهزة قياس الزلازل، على بعد حوالي 1.2 ميل (2 كم).

منذ أواخر السبعينيات، كانت هناك محطة للطاقة الحرارية الأرضية في كرافلا تديرها شركة لاندسفيركجون، شركة الطاقة الرئيسية في أيسلندا.

يحتوي على 33 حفرة تستغل الطاقة الحرارية الأرضية في الموقع، ولكن لا يصل أي منها إلى غرفة الصهارة الفعلية.

إن الحفر وصولاً إلى عمق الغرفة ليس هو المشكلة، حيث تحاول شركات أخرى حول العالم إجراء عمليات حفر أكبر بكثير.

بل المشكلة هي ماذا سيحدث لمعدات الحفر بمجرد وصولها إلى حجرة الصهارة.

في عام 2009، كجزء من مشروع الحفر العميق في أيسلندا، قام الخبراء بالحفر عن غير قصد في خزان الصهارة في كرافلا.

لكن الحفر اضطر إلى التوقف بعد أن وصل عمقه إلى 6890 قدمًا (2100 متر) عندما اصطدم الحفر بالصهارة وأدى إلى تآكل الفولاذ في أغلفة البئر.

واستخدمت شركة Landsvirkjun البئر لمدة تسعة أشهر لتوليد الكهرباء، لكن درجات الحرارة على السطح ارتفعت للغاية واضطروا إلى تبريدها بالماء، مما أدى إلى تصاعد أعمدة الدخان الداكن بشكل كبير.

لكن لم يصب أحد بأذى، وأثبتت الحادثة للخبراء أنه من الآمن الحفر في الصهارة دون التسبب في ثوران، ويمكن ذلك باستخدام الأدوات المناسبة.

وقال جوموندسون لـ MailOnline: “أحد الأهداف الرئيسية لـ KMT هو تطوير الآبار بالمواد المناسبة التي يمكنها تحمل هذه الظروف”.

منذ أواخر السبعينيات، كانت هناك محطة للطاقة الحرارية الأرضية في كرافلا تديرها شركة لاندسفيركجون، شركة الطاقة الرئيسية في أيسلندا (في الصورة).

منذ أواخر السبعينيات، كانت هناك محطة للطاقة الحرارية الأرضية في كرافلا تديرها شركة لاندسفيركجون، شركة الطاقة الرئيسية في أيسلندا (في الصورة).

في عام 2026، سيبدأ مشروع KMT أعمال البناء بالقرب من هذا البئر الأصلي حيث يبدأ الرحلة إلى الغرفة – ولكن قد يستغرق الأمر شهرين للوصول إلى هناك.

إذا نجح الأمر، يريد العلماء أيضًا إضافة أجهزة استشعار إلى غرفة الصهارة التي من شأنها أن تأخذ قراءات الضغط، مما قد يؤدي إلى تحسين توقعات الانفجارات.

ومع ذلك، فإن ذلك سيتطلب تطوير أجهزة استشعار يمكنها تحمل الحرارة الشديدة والضغط والحموضة في الصهارة.

ومن الممكن إجراء تجارب أخرى في وقت لاحق من هذا العقد عن طريق حقن السوائل في الغرفة لتغيير الضغط ودرجة الحرارة، وقياس النتائج.

يمكن للأفكار المكتسبة أن تكون قابلة للتطبيق على البراكين النشطة الأخرى في جميع أنحاء العالم، بما في ذلك “البركان العملاق” في إيطاليا “كامبي فليجري”.

وكشفت دراسة العام الماضي أن بركان كامبي فليجري، بالقرب من نابولي بجنوب إيطاليا، أصبح أضعف وأكثر عرضة للانفجار، مما يزيد من احتمالية ثورانه.

كيف يمكن للباحثين التنبؤ بالثورات البركانية؟

وفقًا لإريك دنهام، الأستاذ المشارك في كلية علوم الأرض والطاقة والبيئة بجامعة ستانفورد، فإن البراكين معقدة ولا توجد حاليًا وسيلة قابلة للتطبيق عالميًا للتنبؤ بثورانها. في جميع الاحتمالات، لن يكون هناك أبدا.

ومع ذلك، هناك مؤشرات على زيادة النشاط البركاني، والتي يمكن للباحثين استخدامها للمساعدة في التنبؤ بالانفجارات البركانية.

يمكن للباحثين تتبع مؤشرات مثل:

المصدر: هيئة المسح الجيولوجي بالولايات المتحدة