冰島將在火山上鉆出世界最深的地?zé)峋?/p>

據(jù)BBC報(bào)道，冰島將于今年底完成全球最深、最高溫的地?zé)徙@孔建設(shè)。該鉆孔名為“IDDP-2”，位于冰島西南部雷克雅未克半島的一座火山，目標(biāo)深度為5千米，屆時(shí)溫度將逾500℃。

“IDDP-2”鉆孔

“IDDP-2”位于地球上兩大主要構(gòu)造板塊——亞歐大陸和北美板塊的交界活動(dòng)處，兩大板塊分裂時(shí)溢出的上地幔物質(zhì)堆積成了一座火山島，也就是今天的冰島。目前冰島擁有逾300座火山，此外還遍布間歇泉，取之不盡用之不竭的地?zé)崮茉缫殉蔀樵搰?guó)為其居民供電的主要來(lái)源之一。

該鉆孔由“冰島深鉆項(xiàng)目（IDDP）”負(fù)責(zé)。“IDDP”是由冰島國(guó)家能源管理局，聯(lián)手該國(guó)四大能源公司于2000年成立的一個(gè)地?zé)犴?xiàng)目，旨在提高地?zé)崮荛_(kāi)采的經(jīng)濟(jì)性。

“IDDP”項(xiàng)目的意義遠(yuǎn)不止是地?zé)崮艿拈_(kāi)發(fā)，其代表著對(duì)傳統(tǒng)地?zé)崮艿耐黄啤?ldquo;IDDP”項(xiàng)目策略的關(guān)鍵所在就是將地下的“超臨界蒸汽”帶到地面，作為一種能源進(jìn)行開(kāi)發(fā)。

水的臨界壓力是22.129MPa，臨界溫度是374.15℃，在滿(mǎn)足上述高溫高壓的條件甚至更高時(shí)，水會(huì)變?yōu)?ldquo;超臨界蒸汽”，既不是液體，也不是氣體，但它比前兩者擁有更多的熱能。研究認(rèn)為，“超臨界蒸汽”的特殊性質(zhì)將使其產(chǎn)生的能量是傳統(tǒng)地?zé)峋羝氖丁?/p>

傳統(tǒng)地?zé)峋?，指的是井?500米左右的以地?zé)崮芑蛩疁卮笥?0℃的溫泉水來(lái)進(jìn)行發(fā)電的方法和裝置，分高溫（高于150℃）、中溫（90℃-150℃）和低溫（低于90℃）三類(lèi)。

“IDDP-2”示意圖

據(jù)IDDP介紹，“IDDP-2”鉆孔可產(chǎn)生45兆瓦的電力，足以供應(yīng)冰島5萬(wàn)戶(hù)家庭的用電。“我們希望這口井能夠?yàn)槿虻牡責(zé)崮苄袠I(yè)打開(kāi)一扇新的大門(mén)，帶領(lǐng)其步入開(kāi)采量大幅提高的新階段。”IDDP的首席執(zhí)行官Asgeir Margeirsson說(shuō)，“這是個(gè)目標(biāo)，也是個(gè)美好的期望，我們此前從未到達(dá)這樣的深度，也從未獲取溫度這么高的蒸汽。”

“在雷克雅內(nèi)斯半島火山區(qū)，我們一般利用兩三千米深度的蒸汽來(lái)運(yùn)行電廠和生產(chǎn)清潔電力。”Margeirsson解釋道，“需要確認(rèn)的是，更深的地方是否蘊(yùn)含著更多的資源。”

為獲取逾400°C的“超臨界蒸汽”，鉆孔深度需要大于4千米。自今年8月開(kāi)始，“IDDP-2”一直保持著每天連續(xù)24小時(shí)的施工建設(shè)。據(jù)IDDP官網(wǎng)11月27日消息，目前“IDDP-2”鉆孔深度已達(dá)4.254千米，預(yù)計(jì)今年底將達(dá)到5千米的目標(biāo)深度。

有觀點(diǎn)認(rèn)為，火山鉆孔這種做法是對(duì)大自然復(fù)雜的構(gòu)造的篡改，及對(duì)其破壞性的力量的挑戰(zhàn)。

“如果進(jìn)行順利，未來(lái)的鉆井?dāng)?shù)量將大大減少，但提供的能量不會(huì)減少，這意味著人類(lèi)將減少對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響和開(kāi)發(fā)成本。”Margeirsson說(shuō)，“我們也不知道結(jié)果會(huì)是什么。”

“IDDP-2”已是冰島第二次開(kāi)發(fā)“超臨界蒸汽”的嘗試。第一次嘗試發(fā)生在2009年，“IDDP”在冰島北部的卡拉夫拉火山區(qū)建設(shè)了“IDDP-1”，但在深度達(dá)2.1千米時(shí)觸到了巖漿層，當(dāng)時(shí)的視頻顯示鉆井里冒出黑煙滾滾，鉆頭被摧毀。

“IDDP-2”位于的那座火山距上一次噴發(fā)已有700年之久。“我認(rèn)為噴發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)是相當(dāng)小的，”劍橋大學(xué)礦物物理學(xué)教授Simon Redfern向BBC表示，“如果真的鉆到了巖漿，在那樣的高壓下，巖漿會(huì)非常迅速地到達(dá)地表，這會(huì)對(duì)鉆井作業(yè)本身造成較大的傷害，但它不太可能會(huì)導(dǎo)致比前者更嚴(yán)重的傷害了。”

在放棄“IDDP-1”之前，科學(xué)家進(jìn)行了多項(xiàng)測(cè)試，發(fā)現(xiàn)蒸汽溫度達(dá)到了約840華氏度（約449℃），在該溫度下，該鉆孔會(huì)產(chǎn)生36兆瓦的電力。在一段時(shí)間內(nèi)，“IDDP-1”持有著世界最熱鉆孔的紀(jì)錄。

發(fā)電示意圖

目前的“IDDP-2”已顯現(xiàn)出擊敗前者的潛力。據(jù)外媒Seeker報(bào)道，早在IDDP-1開(kāi)鉆的五年前，IDDP-2就開(kāi)始施工了。然而在當(dāng)時(shí)雷克雅未克半島地區(qū)的眾多鉆孔中，它在其中只是一個(gè)較淺的鉆井，當(dāng)時(shí)的深度為1.55英里（2.5千米）。但隨后IDDP決定將其深度擴(kuò)至3.11英里（約5千米），他們也希望在今年年底實(shí)現(xiàn)其深化的目標(biāo)。

距世界上最熱的鉆孔“IDDP-2”為冰島居民提供電力可能還有一段時(shí)間，一旦鉆孔完成建設(shè)后，該項(xiàng)目還將進(jìn)入一個(gè)為期兩年的試驗(yàn)期。

除了滿(mǎn)足能源需求外，“IDDP”項(xiàng)目也有助于地質(zhì)學(xué)家進(jìn)一步了解火山的內(nèi)部構(gòu)造。盡管目前冰島擁有300多座火山，冰島大學(xué)的火山學(xué)家Freysteinn Sigmundsson教授對(duì)BBC表示，關(guān)于火山還有很多需要了解。

“我們有很多關(guān)于火山內(nèi)部構(gòu)造的模型，但實(shí)際上大部分模型都是基于間接觀察得出的，”他解釋說(shuō)。人類(lèi)可以通過(guò)監(jiān)測(cè)地震波，或者地球物理勘探以及地面變形來(lái)感知它們。“但實(shí)際上，有關(guān)火山內(nèi)部構(gòu)造的實(shí)地測(cè)量非常少，這項(xiàng)火山鉆井工程將為地質(zhì)學(xué)家提供一個(gè)獨(dú)特的有利視角。”他說(shuō)。