سنگ‌های فوق‌العاده گرم در پوسته زمین می‌توانند برای انرژی تجدیدپذیر بازیگران کلیدی باشند: داده‌های آزمایشگاهی
پوسته زمین پتانسیل داشتن منبع عظیم و دست نخورده‌ای از انرژی زمین گرمایی را داراست: سنگ‌های فوق‌العاده گرم.
استفاده از این منبع انرژی زمین گرمایی می‌تواند در انتقال به آینده‌ای با انرژی پاک و تجدیدپذیر تغییراتی ایجاد کند.
شرکت Quaise Energy مستقر در آمریکا این سنگ‌ها را «جام مقدس زمین گرمایی» می‌نامد.
آن‌ها به تازگی نتایج مطالعه مبتنی بر آزمایشگاه خود را اعلام کردند که استفاده بالقوه از این منابع پنهان را تأیید کرد.
مخزن زمین گرمایی
مطالعه نشان داد که سنگ فوق‌العاده گرم می‌تواند شکست های متصل را تشکیل دهد.
این شکست‌ها بسیار مهم هستند زیرا آب جاری از طریق آن‌ها می‌تواند به حالت فوق بحرانی برسد — حالتی مشابه با بخار یا آب در دماهای بیش از 400°C
این یک واسطه قدرتمند است که می‌تواند انرژی عظیمی نسبت به چاه‌های معمولی زمین گرمایی حمل کند. این مخزن زمین گرمایی در عمق زیر سطح زمین قرار دارد و به عنوان مخزن فوق بحرانی شناخته می‌شود.
علاوه بر این، این مطالعه می‌گوید که سنگ‌های قشر زمین که در دما و فشار بسیار بالا شکست می‌خورند می‌توانند بیش از سنگ‌هایی که در دماهای پایین‌تر نزدیک به سطح زمین شکست می‌خورند، نفوذپذیر باشند.
افزون بر این، این سنگ فوق‌العاده گرم می‌تواند آسان‌تر تغییر شکل دهد، که نشان می‌دهد می‌تواند تحت فشار شکل خود را تغییر دهد.
«این عوامل می‌توانند این منبع زمین گرمایی را بسیار اقتصادی‌تر کنند،» به گفته جفری گریسون، معاون عملیات Quaise Energy.
تکنیک‌های حفاری در حال توسعه
بین زمین‌شناسان در مورد امکان بهره‌برداری از انرژی از سنگ‌های فوق‌العاده گرم و عمیق اختلاف نظر وجود داشت. به دلیل فشار و دمای بالای خود، این سنگ‌ها گفته می‌شود که انعطاف‌پذیر هستند، که آن‌ها را برای شکست دشوار می‌کند.
با این حال، تحقیق فعلی به رهبری Ecole Polytechnique Fédéral de Lausanne (EPFL) تأیید می‌کند که شکست‌ها می‌توانند در این نوع سنگ تشکیل شوند، حتی در نزدیکی منطقه انتقال شکننده به انعطاف‌پذیر.
«ما نشان داده‌ایم که انتقال شکننده به انعطاف‌پذیر قطع‌کننده برای گردش سیال در پوسته نیست، که برای بهره‌برداری از مخازن زمین گرمایی عمیق امیدبخش است. داده‌های درجا بسیار کمی موجود است، و اینها از اولین نتایج تجربی هستند که شرایط چنین فوق‌العاده‌ای را روشن می‌کنند،» به گفته ماری وایلوی که این مطالعه را رهبری کرد.
شکاف‌های ایجاد شده در سنگ فوق‌العاده گرم شبکه‌ای متصل‌تر و گسترده‌تر را تشکیل می‌دهند، که امکان جریان سیال بهتر و استخراج حرارت را فراهم می‌کند.
جالب است که شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهند که سیستم‌های فوق‌العاده گرم می‌توانند پنج تا ده برابر قدرت بیشتری نسبت به سیستم‌های زمین گرمایی مهندسی شده جاری تولید کنند. این خروجی می‌تواند تا دو دهه حفظ شود.
Quaise Energy در حال توسعه تکنیک‌های حفاری نوآورانه برای دستیابی به این عمق‌های فوق‌العاده گرم است. هدف آن‌ها بهره‌برداری از انرژی عظیم ذخیره شده در هسته زمین است.
«بهترین بخش این تحقیق توسعه یک ماشین تجربی منحصر به فرد بود که قادر به بازتولید شرایط فشار، دما و تغییر شکل مخازن فوق بحرانی عمیق نزدیک به انتقال شکننده به انعطاف‌پذیر بود،» به گفته Violay.
«علاوه بر این، ما توانستیم این نتایج تجربی را با تصاویر ایکس‌ری درجا که از ESRF (تسهیلات تابش سینکروترون اروپایی) به دست آمده بود، ترکیب کنیم، و دیدگاه جامعی از فرآیند های درگیر ارائه کنیم،» به گفته Violay در اطلاعیه مطبوعاتی.
انرژی زمین گرمایی مبتنی بر سنگ فوق‌العاده گرم می‌تواند بخش قابل توجهی از نیازهای انرژی جهانی را تأمین کند، اتکای ما به سوخت‌های فسیلی را کاهش دهد و با تغییرات آب و هوایی مبارزه کند.
این مطالعه در مجله Nature Communications. گزارش شده است.
