[中配]當我們鑽探火山時會發生什麼？

有些事情是意外發生的 例如,你可能會不小心錯過你的公交車站 或者把衣服穿反,或把鹽和糖搞混 但是,當意外射擊火山時,那就是另一個層次 2009年,冰島的能源公司Landsvaken正在Crafla 一個火山盆地進行深層地熱井的鑽探項目 他們嘗試在將近4.8公里的深度鑽探井 但鑽頭一次又一次在同樣的深度卡住 當他們終於成功解救它時 發現了玻璃碎片、冷卻的岩石、結晶和熔融物 那時大家才明白,鑽機到底撞上了什麼 工人們實際上已經達到了火山 大家都感到驚訝 沒人想到會在如此靠近地表的地方 發現火山或者說巖漿庫 這些超高溫熔融岩石的沉積物 存在於任何有火山的地方 但通常會更深一些 而且它們絕對不是偶然掉落在別人懷裡的 出於對災難性後果的恐懼 團隊迅速通過泵送近100萬噸冷水來冷卻井口 然後徹底關閉了開採 但是15年後 其他冰島工人已經準備好故意去做這件事 在火山中鑽探一個井 此外,科學家和工程師們 希望利用巖漿的巨大能量來解決地球上最大的難題 能源問題 當然,幸好我不需要巖漿來獲取能源 我只需要咖啡 一個友好的提醒 如果你忘記點贊 別忘了去點贊哦 如果你不點贊 那就別點 謝謝你理解 我希望保持不被認出的願望 首先,值得一提的是 鑽探井獲取能源並不是冰島的新發明 地熱能改變了這個國家的生活 大約80年前冰島主要使用石油和煤炭 但現在超過90%的家庭使用地熱能供暖 這種清潔穩定且持續的能源 使冰島從歐洲最貧窮的國家之一 變成了最富裕的國家之一 在短短25年內 得益於一項深鑽項目 地熱能源的使用增加了17% 作為這個項目的一部分 整個島上鑽探了身大約4.5公里的井 而且還有成千上萬的他們 地熱能的產生就是在熱的地下區域 鑽探以產生蒸汽 這股蒸汽驅動渦輪發電機生成電力 而冰島70%的能源來自地熱資源 最重要的是 這種能源是一種可再生資源 畢竟地球不斷產生熱量 因此地熱能源可以持續數十年甚至更長 而且與太陽能和風能等其他可再生能源不同 熱蒸汽全天候,全年無休的可用 而這一切僅限於冰島 因為地熱能在全球能源中所佔比例不足0.5% 目前冰島是世界上能源生產排名前十的國家之一 和美國,墨西哥,日本等國家並列 這些國家通常擁有更廣闊的領土和更多的人口 所以冰島要鑽探一個火山 這就是位於世界上最活躍火山區域之一 位於中大西洋級的構造 邊界上的克拉夫拉火山口 這裡發生過多次噴發 或稱為火山事件 最近一次是在1984年 一般來說,科學家計算得出 克拉夫拉火山在過去千年中大約噴發了30次 這使其成為一個相當活躍的火山 但是從整體來看 冰島顯然是提取地熱能源的理想地方 看,這張圖中線條是板塊的邊界 點則是自1960年以來發生的火山噴發 儘管島嶼不大 但冰島上有很多這樣的地點 這並不令人驚訝 因為島上有超過200座火山 人們相信正是火山活動形成了冰島這座島嶼 在它的歷史上 這裡曾是一個巖漿的熔爐 隨著時間的推移 湧向地表的熱熔岩逐漸冷卻 形成了這座島嶼 冰島習慣了火山 大約每5年會發生一次噴發 儘管大多數噴發發生在無人居住的區域 總而言之,這裡有豐富的地熱能可供開發 儘管Krafla的特性不穩定 但它是超越簡單提取赤熱蒸汽的完美之地 它的巖漿庫位於地表下僅1.5到3公里的地方 溫度可達到1300攝氏度 此外,還有一些其他的優勢在地表上 一座發電廠 一條高速互聯網和一條瀑氣道路 是的,在火山的頂端 冰島爐石 但是,鑽探火山的背後有什麼想法呢? 這是與巖漿的第一次接觸 這個項目叫做Krafla巖漿測試牀 簡稱KMTA 旨在鑽探火山的巖漿庫 利用其超高溫的蒸汽來發電 這將是一個龐大的世代 如果一切按計劃進行 KMT承諾為整個冰島的家庭 提供一種可再生且無限的能源來源 將巨大的熱量和壓力 轉化為一種全新的無限的超級強大的熱能量 是一種誘人的前景 整個世界實際上都在竭盡所能的 努力遠離化石燃料 以停止對地球的加熱 但之前沒有人曾考慮過 利用地球內部的熱量來實現這一目標 該項目的地熱研究集群主任 將其規模和雄心 與詹姆斯韋伯太空望遠鏡相比 這同樣為人類提供了前所未有的機會去觀察宇宙 雖然鑽探火山不會給我們帶來同樣的景觀 但潛在的它可能 好吧能拯救地球嗎 鑽探將於2026年開始 但是等一下 我清楚記得往火山裡扔東西 或者以任何方式刺破火山都是個壞主意 因為這一切都可能導致噴發 從理論上講鑽探也可能引發火山爆發 對吧 如果鑽頭能在部分熔融物質內部的旅程中倖存下來 那麼它將使其減壓 導致一小部分巖漿噴出地表 那將是一場火山爆發 儘管是人為引發的 幸運的是科學家們也考慮到了這一點 並得出結論 這個計劃在實踐中是行不通的 為什麼 因為這些早在2009年就發生過 但火山並沒有反應 沒有溢出任何東西 所以可以工作 如果一切順利 第一個井將在2027年完工 這將是第一次有人直接在巖漿庫中安裝傳感器 目標是揭開巖漿的神祕面紗 瞭解它在地殼中的運動方式 溫度、壓力、化學成分 這一切都是為了更好的預測火山噴發的時間和地點 這確實是歷史性的 人類從未能直接觀察火山系統 因此鑽探火山有多重優勢 如果第一次實驗順利 研究團隊將進行第二次鑽探 計劃在2029年完成 那什麼可能會改變全球的遊戲規則呢 因為在第二口井中 團隊將嘗試利用巖漿的強烈熱量 來產生一種新的極端地熱能源 這種能源的強度比傳統能源高得多 但在鑽頭到達目標之前 它必須穿過一層黏土、土壤和岩石 這是第一階段 也是最簡單的階段 在約182米的深度到達第二階段 結構開始變化 鑽探機需要穿過一層火山岩和火成岩 這是一層非常厚的 需要很長時間 接下來在大約1.5公里的深度 將會遇到非常堅硬的火山岩 這將對技術帶來嚴峻的考驗 直到最終在約2公里深的地方 鑽探機達到了它的最終目標 一個巖漿之家的所在 為了更容易的想像要走的距離 我可以說在鑽探中 可以疊放22.5座自由女神像 或者3.3座上海塔 這令人好奇 當然科學家們稱 這個巨大的深度為非常接近地表 但我們回到旅程上來說 而不是地球中心 當鑽頭最終到達巖漿室時 將會提取巖漿 然後插入一個能夠承受巨大熱量 和腐蝕性巖漿的空心鋼管 洞口的外側將被混凝土填塞 然後他們將使用更小的鑽頭 鑽入巖漿 收集樣本並安裝傳感器 自然會有困難 但科學家、工程師和工人們 已做好準備 火山的位置 使得對巖漿式的鑽探 在某種程度上 既相對簡單又極其複雜 也就是說 無法鑽得很深 但鑽頭必須能夠承受高溫而不融化 另一方面 我們確切知道 這在2009年發生的事情 證明瞭這一點 這為我們提供了 關於巖漿液態狀態和動態 相互作用的重要信息 儘管在這個過程中 深層鑽探的鋼殼被摧毀了 另一方面 這種侵入也證明瞭 暴露在外的巖漿庫 並不會導致火山噴發 這就是我之前已經談過的事情 KMT的科學家們 仍在實驗能夠承受 這些條件的合適材料 但他們還有時間 此外 僅僅挖一個洞到達巖漿 是不夠的 這個孔必須在幾十年內保持穩定 科學家們仍然不知道 當巖漿被封閉在 更冷的岩石中時 為什麼它能在如此淺的深度 保持高溫 一種假設是 巖漿庫如此巨大 以至於周圍岩石的冷卻效果 可以忽略不計 另一個假設是某種未知元素 在下面造成的加熱 總體來說 在任何情況下 數據非常少 而且尚不清楚巖漿 是否會在地熱井的 整個使用壽命中保持溫熱 我本以為 有必要解釋一下 為什麼巖漿相比濁熱蒸氣 有一些優勢 好吧 科學家們認為 利用巖漿前沿的超高溫度 就像是地熱能 不過是加了類固醇的版本 與漿水和蒸氣混合 帶到地面的 傳統地熱能不同 科學家將從巖漿中獲得超熱蒸氣 巖漿能量 1800度的巖漿產生的能量 是常規地熱能的十倍 常規地熱能的溫度 僅在200到300度之間 總之 利用火山岩漿庫的更高溫度 可以極大的增加能源供應 使其比傳統井更為強大 來自巖漿庫的水 不是像其他地熱電站那樣 以蒸氣形式收集 而是以超臨界流體的形式收集 這是水的溫度如此高 壓力如此大 以至於它既不是液體 也不是蒸氣 一座火山熱能發電站 至少可以產生 十倍於傳統地熱發電站的能量 啊 我之前也說過這個 如果這個項目成功 冰島國民不僅會獲得大量的能源 而且整個科學領域 也將因能用新方法 研究火山活動而得到進步 火山噴發的預測將會更加準確 鑽探巖漿庫 也將提供前所未有的機會 從源頭觀察火山噴發 火山學家們很久以來 一直通過間接的方法來研究巖漿 是時候直接出發了 你還記得2010年造成嚴重影響的 埃雅法拉火山嗎 灰燼雲導致超過十萬個航班被取消 估計費用達到39.5億美元 但如果我們能夠更好的預測那次噴發 世界將節省很多錢 如果火山鑽探項目成功 這在未來將成為一種可能性 因為最終的好處是節省開支 為這種巖漿能量所需的井 將比傳統井貴兩到三倍 但所需的井本身將少得多 誇發了的18個標準井 可以產生足夠為約三萬個家庭供電 而只需用兩個巖漿井替代 感覺到差別了嗎 如果你想知道巖漿的能量 是如何轉化為電力的 那其實很簡單 首先將超熱巖漿蒸氣 從地下泵送到熱交換器 在那裏它會通過充滿水的管道 水在沸騰時會產生蒸氣 這股蒸氣從熱交換器中洶湧而出 驅動渦輪發電 同時較冷的巖漿液體 被重新抽回地下再次加熱 蒸氣從渦輪流出進入冷卻塔 在那裏凝結成水 水回到熱交換器 獲得一個連續循環 如果冰島成功 其他國家可以借鑒它的經驗 顯然最適合提取巖漿能量的地方 是相對較淺的火火山 以及其巖漿中心 例如在肯尼亞和夏威夷 就發生了這樣的情況 世界上最活躍的火山區域 也可能擁有可接近的巖漿源 例如被稱為太平洋火圈的地區 其中包括加利福尼亞和日本 這張地圖標出了 潛在鑽探區域的火山位置 這不僅僅是火環的問題 地球上有許多火火山 然而在許多這些區域 可能需要比科爾夫拉景更深的挖掘 才能到達巖漿 這將進一步增加成本 但如果地熱巖漿能源的動力和效率 真如其看起來那麼強大 那麼一切花費都將得到回報 我們只需要等等看 順便說一下 冰島人並不是第一次故意鑽探火火山 為了獲得真正純淨的火山材料樣本 火山學家和工程師們 鑽探了瑞森斯這座龐大的火山系統 這個地方比科爾夫拉要安靜 已經有大約700年沒有活動了 也就是說沒有任何東西噴發 但總有一些東西在冒泡 發出嘶嘶聲並持續流動 該系統由小型鈍狀火山 熔岩場、火山口 以及極其年輕的熔岩流組成 所有這些都由來自過熱地面的上升物質攻擊 冰島一項深鑽項目的研究人員 被另一個世界表面下不尋常的巖漿機具所吸引 決定盡可能新鮮地採集這股冒泡的瘋狂樣本 唯一的辦法就是在地表下鑽探一個火山井 2017年他們成功達到了創紀錄的4659米深度 於是宣佈了 除了獲得相當有趣的地質樣本 鑽探最終會變成類似於地熱電廠中使用的蒸汽管道 他們最終做了嗎?我不知道 如果你知道歡迎在評論區留個言 太空中的太陽能你知道對我來說 綠色能源的來源不僅是地熱電廠 還有風力渦輪機和太陽能電池板 然而儘管這些最後的措施有效 仍然面臨批評 注意邏輯 要獲取太陽能需要使用太陽能電池板 沒有其他辦法 但問題在於這裡 即使在陽光充足的地區 也無法保證全年都有充足的陽光 更不用說太陽總是會落下這個事實 那在這種情況下該怎麼辦? 這很簡單 將一對巨大的太陽能電池板發射到太空 在那裡沒有太陽能提取的限制 那並不是我的幻想 科學家們已經研究了幾十年太空 利用太陽能的可能性和前景 現在看起來這個想法可能在商業上是可行的 很快就會 最近一家名為Space Solar的英國公司 與冰島的雷克雅維克能源公司合作 計劃在軌道上建立一個太陽能發電廠 該項目計劃於2030年啟動 能夠提供約30兆瓦的電力 為了讓我們彼此明白 足夠的能源可以供給1500到3000戶家庭 但是它將如何運作呢? 也就是說能源將如何從太空傳輸到地球? 這不複雜 該系統將利用在太空中放置的太陽能板來收集陽光 收集到的能量將轉換為一定頻率的無線電波 並傳輸到地面站 而在地球上 無線電波將再次轉化為電力注入電網 預計該系統將是一種衛星 如果成功的話 它將是空間中除了空間站之外最重的物體 預計該太陽能發電系統在部署時 將比國際空間站更大 再一次 如果一切按計劃進行 這些公司計劃在2036年推出其已擴展的版本 能夠發電數千兆瓦 等著吧 危險的林立與此同時 讓我們回到火山上 因為今天的視頻正是圍繞這個主題 2024年1月 冰島雷克雅衛克半島的一座火山 Eruption了 是的 正是那裡在過去700年裡一直處於靜止狀態 地面在活躍區域 字面意義上裂開 熔岩流湧到了格林達維克市 這裡已經建造了保護結構來引導熔岩 但裂縫出現在這些屏障之外 熾熱的熔岩流打到了城市 點燃了幾座房屋 我為什麼要說這些呢 因為我希望你意識到 冰島為了利用地熱能所付出的代價 由於火山爆發 冰島的居民面臨嚴重困難 因為在嚴酷的冬季 他們失去了暖氣和熱水 這一切都是因為熔岩 覆蓋了從發電廠向附近村莊供熱水的管道 因此許多社區關閉了學校 健身房和游泳池 政府進行了大規模的疏散 雖然噴發釋放的氣體朝向大海 這可以被視為一個優勢 但專家認為該地區對居民仍然是危險的 在經過漫長的沉寂後 自2021年以來 雷克亞尼斯半島已成為一個火山活動的中心 那裡已經記錄了五次噴發 最近一次證實了科學家們的擔憂 這僅僅是個開始 也就是說火山活動在未來可能會持續 此外科學家指出 由於巖漿不斷向地殼流動 可能會出現更強烈的噴發 必須對此採取行動 防禦火山冰島 有一種保護其民眾 抵禦寒冷的方式 當局正在準備在該國西南部的低熱電站周圍建設保護結構 以確保設施免受潛在熔岩流的影響 正如我所說 火山活動不會停止 因此我們必須做好充分準備 特別是因為這座發電廠為大約三萬名居民提供電力和供暖 並為雷克亞尼斯半島提供熱水和冷水 根據計劃 防禦系統將包括兩道屏障 第一條將延伸4公里 而第二條則稍小 僅有1.5公里 為了讓人們明白保護這座發電廠的重要性 項目中參與了70名工人 他們全天24小時分辦工作 他們都面臨著噴發的風險 因為沒有確切的數據來預測火山何時會爆發 但是儘管有危險 工程仍按計劃推進 項目中參與了冰島6家最大的承包商 其中一些還僱用了分包商 總之工作既困難又繁重 但在這種情況下幾乎沒有比這更重要的事情可以做 別往上看 現在我們來看看天空 當然是冰島的天空 這個國家因其最美麗的北極光而聞名 令人無法不去觀賞 然而應對自然的欽佩 可能會帶來意想不到的問題 在2015年冰島公路和海岸管理局 對外籍司機在路邊停車拍攝北極光 導致的事故表示擔憂 是的冰島還擁有冰川火山熔岩田等 豐富的自然景觀 但沒有什麼可以與閃耀的天空相比 司機們也這麼想 以至於他們出神到警方認為他們是不是喝醉了 第一起醉酒遊客被捕的案件發生在雷克雅威克高速公路 而第二起則發生在尼爾比克市 這兩個事件發生在冰島主要機場 與首都雷克雅威克之間的風景如畫的海岸公路上 然而經過警方核實 結果發現這些遊客是清醒的 他們就是無法移開視線與北極光 完全忽視了道路 而且很難責怪他們 在冰島的貝斯曼群島 每年都能看到一場殘酷的景象 人們正把成千上萬的小海鷹從懸崖推下去 但別急著指責冰島人殘酷 這是一種傳統 並在鳥類的生存中發揮著重要作用 大西洋海鷹的寶寶們在懸崖的洞穴中出生 等到首次飛行的時刻來臨 他們離開巢穴去海洋中度過幾年 小鳥通常在月光下導航 尋找通往海洋的路 但如今 城市的燈光讓他們感到困惑 因此他們需要幫助 很多幼鳥失去方向感 因此居民們會將這些迷路的幼鳥撿起來 然後再把他們放回懸崖上 根據專家的說法 小海鷹必須在日落前被放生 因為如果天黑後放生 他們可能會因為明亮的燈光而再次回到城市 自然選擇和那些有什麼關係 好吧 一些小海鷹會迷路 這有那麼嚴重嗎 其實是的 這些鳥類終身配對 每個季節只孵化一個蛋 並不總是每年都產卵 如果連續幾代人出現失敗 可能會導致種群滅絕 所以讓他們飛翔吧 你應該給我一個贊 因為你已經看到最後了 再見