Immagini GettyMi trovo in uno dei punti caldi vulcanici del mondo, nel nord-est dell’Islanda, vicino al vulcano Krafla.
A breve distanza posso vedere il bordo del lago del cratere del vulcano, mentre a sud bocche di vapore e pozze di fango ribollono.
Il Krafla ha eruttato circa 30 volte negli ultimi 1.000 anni e l’ultima a metà degli anni ’80.
Bjorn Guðmundsson mi conduce su una collina erbosa. Dirige un team di scienziati internazionali che intendono perforare il magma di Krafla.
“Siamo nel punto in cui effettueremo la perforazione”, dice.
Il Krafla Magma Testbed (KMT) intende far progredire la comprensione di come il magma, o roccia fusa, si comporta nel sottosuolo.
Questa conoscenza potrebbe aiutare gli scienziati a prevedere il rischio di eruzioni e spingere l’energia geotermica verso nuove frontiere, attingendo a una fonte di energia vulcanica estremamente calda e potenzialmente illimitata.
A partire dal 2027 il team KMT inizierà a perforare il primo dei due pozzi per creare un osservatorio sotterraneo del magma unico, a circa 2,1 km (1,3 miglia) sotto terra.
“È come il nostro lancio sulla luna. Trasformerà molte cose”, afferma Yan Lavallée, professore di petrologia magmatica e vulcanologia presso l’Università Ludwigs-Maximillian di Monaco e che dirige il comitato scientifico del KMT.
L’attività vulcanica viene solitamente monitorata da strumenti come i sismometri. Ma a differenza della lava in superficie, non sappiamo molto del magma sotterraneo, spiega il prof. Lavallée.
“Ci piacerebbe strumentare il magma in modo da poter davvero ascoltare il battito della terra”, aggiunge.
I sensori di pressione e temperatura saranno posizionati nella roccia fusa. “Questi sono i due parametri chiave che dobbiamo sondare, per poter dire in anticipo cosa sta succedendo al magma”, dice.
Si stima che nel mondo circa 800 milioni di persone vivano entro un raggio di 100 km da vulcani attivi pericolosi. I ricercatori sperano che il loro lavoro possa aiutare a salvare vite umane e denaro.
L’Islanda ha 33 sistemi vulcanici attivi e si trova sulla spaccatura dove le placche tettoniche eurasiatica e nordamericana si separano.
Più recentemente, un’ondata di otto eruzioni nella penisola di Reykanes ha danneggiato le infrastrutture e sconvolto la vita della comunità di Grindavik.
Guðmundsson fa riferimento anche a Eyjafjallajökull, che ha causato il caos nel 2010 quando una nuvola di cenere causò oltre 100.000 cancellazioni di voli, costando 3 miliardi di sterline (3,95 miliardi di dollari).
“Se fossimo stati in grado di prevedere meglio l’eruzione, avremmo potuto risparmiare un sacco di soldi”, dice.
Il secondo pozzo del KMT svilupperà un banco di prova per una nuova generazione di centrali geotermiche, che sfruttano la temperatura estrema del magma.
“I magma sono estremamente energetici. Sono la fonte di calore che alimenta i sistemi idrotermali che portano all’energia geotermica. Perché non andare alla fonte?” chiede il prof. Lavallée.
Circa il 25% dell’elettricità islandese e l’85% del riscaldamento domestico provengono da fonti geotermiche, che sfruttano fluidi caldi nelle profondità del sottosuolo, producendo vapore per azionare le turbine e generare elettricità.
Nella valle sottostante, la centrale elettrica di Krafla fornisce acqua calda ed elettricità a circa 30.000 case.
“Il piano è quello di perforare appena prima del magma stesso, possibilmente spingendolo un po’”, dice Bjarni Pálsson con un sorriso ironico.
“La risorsa geotermica si trova appena sopra il corpo magmatico e riteniamo che sia intorno ai 500-600°C”, afferma Pálsson, direttore esecutivo dello sviluppo geotermico presso il fornitore di energia nazionale Landsvirkjun.
Il magma è molto difficile da localizzare nel sottosuolo, ma nel 2009 gli ingegneri islandesi hanno fatto una scoperta casuale.
Avevano progettato di realizzare un pozzo profondo 4,5 km ed estrarre fluidi estremamente caldi, ma la trivella si è fermata improvvisamente mentre intercettava magma sorprendentemente superficiale.
“Non ci aspettavamo assolutamente di colpire il magma a soli 2,1 km di profondità”, afferma Pálsson.
L’incontro con il magma è raro ed è successo solo qui, in Kenya e alle Hawaii.
Il vapore surriscaldato misurava una temperatura record di 452°C, mentre la camera era a circa 900°C.
Il video drammatico mostra nubi di fumo e vapore. Il calore acuto e la corrosione alla fine distrussero il pozzo.
“Questo pozzo ha prodotto circa 10 volte più (energia) della media dei pozzi presenti in questa località”, afferma Pálsson.
Solo due di questi potrebbero fornire la stessa energia dei 22 pozzi della centrale, osserva. “C’è un evidente punto di svolta.”
In tutto il mondo si trovano più di 600 centrali geotermiche e altre centinaia sono in programma, a fronte della crescente domanda di energia a basse emissioni di carbonio, 24 ore su 24. Questi pozzi sono generalmente profondi circa 2,5 km e sopportano temperature inferiori a 350°C.
Anche aziende private e gruppi di ricerca in diversi paesi stanno lavorando verso una geotermia più avanzata e ultraprofonda, chiamata roccia super calda, dove le temperature superano i 400°C a profondità comprese tra 5 e 15 km.
Essendo più profonde e molto più calde, le riserve di calore sono il “Santo Graal”, afferma Rosalind Archer, preside della Griffith University ed ex direttrice del Geothermal Institute in Nuova Zelanda.
È la maggiore densità di energia ad essere così promettente, spiega, poiché ogni pozzo può produrre da cinque a dieci volte più energia rispetto ai pozzi geotermici standard.
“Ci sono la Nuova Zelanda, il Giappone e il Messico che cercano, ma il KMT è il più vicino a mettere una punta di trapano nel terreno”, dice. “Iniziare non è facile e non è necessariamente economico”.
La perforazione in questo ambiente estremo sarà tecnicamente impegnativa e richiederà materiali speciali.
Il professor Lavallée è fiducioso che sia possibile. Temperature estreme si riscontrano anche nei motori a reazione, nella metallurgia e nell’industria nucleare, spiega.
“Dobbiamo esplorare nuovi materiali e leghe più resistenti alla corrosione”, afferma Sigrun Nanna Karlsdottir, professoressa di ingegneria industriale e meccanica presso l’Università dell’Islanda.
All’interno di un laboratorio, il suo team di ricercatori sta testando materiali per resistere a calore estremo, pressione e gas corrosivi. I pozzi geotermici sono solitamente costruiti con acciaio al carbonio, spiega, ma questo perde rapidamente resistenza quando le temperature superano i 200°C.
“Ci stiamo concentrando sulle leghe di nichel di alta qualità e anche sulle leghe di titanio”, afferma.
La perforazione nel magma vulcanico sembra potenzialmente rischiosa, ma Guðmundsson la pensa diversamente.
“Non crediamo che infilare un ago in un’enorme camera magmatica creerà un effetto esplosivo”, afferma.
“Questo è successo nel 2009 e hanno scoperto che probabilmente l’avevano già fatto prima senza nemmeno saperlo. Crediamo che sia sicuro.”
Quando si perfora la terra si devono considerare anche altri rischi, come quelli legati ai gas tossici e ai terremoti, afferma il prof. Archer. “Ma l’ambiente geologico in Islanda lo rende molto improbabile”.
Il lavoro richiederà anni, ma potrebbe portare previsioni avanzate e potenza del vulcano sovralimentata.
“Penso che l’intero mondo geotermico stia osservando il progetto KMT”, afferma il prof. Archer. “È potenzialmente abbastanza trasformativo.”
