Đài quan sát ở độ sâu 1,6 km trong lòng núi lửa

IcelandCác nhà nghiên cứu dự định khoan sâu vào lòng núi lửa Krafla để tìm hiểu về hoạt động của buồng magma 500 triệu m3 bên dưới.

Với hồ nước lớn màu xanh ngọc lam, những cột khói bốc nghi ngút và bọt lưu huỳnh sôi sục, núi lửa Krafla nằm trong số những kỳ quan tự nhiên ấn tượng nhất của Iceland. Ở khu vực phía đông bắc đất nước này, một nhóm nhà nghiên cứu quốc tế đang chuẩn bị khoan sâu 2 km vào lòng núi lửa trong dự án nhằm tạo ra đài quan sát magma dưới lòng đất đầu tiên trên thế giới.

Ra đời vào năm 2014 và lượt khoan đầu tiên dự kiến bắt đầu năm 2024, dự án 100 triệu USD quy tụ các nhà khoa học và kỹ sư từ 38 viện và công ty ở 11 quốc gia, bao gồm Mỹ, Anh và Pháp. Nhóm nghiên cứu "Krafla Magma Testbed" (KMT) hy vọng có thể khoan tới buồng magma của núi lửa.

Khác với dung nham phun trào trên bề mặt, đá nóng chảy bên dưới núi lửa vẫn là bí ẩn đối với giới nghiên cứu. KMT là đài quan sát magma đầu tiên trên thế giới, theo Paolo Papale, nhà núi lửa học ở Viện Địa vật lý và Núi lửa học Italy (INGV). Papale và cộng sự chưa bao giờ quan sát magma dưới lòng đất, trừ những lần tình cờ khoan trúng ở Hawaii và Kenya, và tại Krafla vào năm 2009. Các nhà khoa học kỳ vọng dự án mới có thể dẫn tới nhiều thành tựu trong khám phá năng lượng địa nhiệt, đồng thời mở rộng hiểu biết về rủi ro và dự đoán núi lửa phun trào. Papale nhấn mạnh việc biết rõ vị trí buồng magma rất quan trọng trong công tác chuẩn bị trước vụ phun trào.

Tương tự nhiều đột phá khoa học, đài quan sát magma là kết quả từ một phát hiện ngoài dự kiến. Năm 2009, khi các kỹ sư mở rộng nhà máy điện địa nhiệt Krafla, một mũi khoan tình cờ đâm trúng hốc magma nóng 900 độ C ở độ sâu 2,1 km. Khói phun ra từ hố khoan và dung nham phun trào lên tới 9 m, làm hỏng vật liệu khoan nhưng không có vụ phun trào nào xảy ra và không ai bị thương.

Những chuyên gia về núi lửa nhận thấy họ có thể ở gần một buồng magma ước tính chứa khoảng 500 triệu m3 magma. Họ rất bất ngờ khi phát hiện magma ở vị trí nông như vậy. Trước đó, nhóm nghiên cứu dự kiến khoan sâu tới 4,5 km. Nghiên cứu sau đó chỉ ra magma có nhiều đặc điểm tương tự vụ phun trào năm 1724, có nghĩa độ tuổi của nó ít nhất là 300 năm. Phát hiện này có khả năng trở thành bước đột phá giúp tìm hiểu nhiều thứ, từ nguồn gốc của lục địa tới vận động núi lửa và hệ thống địa nhiệt.

Phát hiện tình cờ cũng thu hút sự quan tâm của Landsvirkjun, công ty điện quốc gia của Iceland. Magma tại khu vực gần ở dạng magma lỏng, tức đá có nhiệt độ nóng tới mức chất lỏng "siêu tới hạn", trạng thái giữa lỏng và khí. Năng lượng sinh ra ở đó mạnh gấp 5 - 10 lần so với hố khoan thông thường. Hơi nước bốc lên bề mặt là 450 độ C, nhiệt độ hơi nước núi lửa cao nhất từng được ghi nhận.

Landsvirkjun hy vọng dự án KMT sẽ giúp phát triển công nghệ mới có thể khoan sâu hơn và tận dụng nguồn năng lượng chưa bao giờ sử dụng trước đây, theo giám đốc vận hành địa nhiệt và quản lý tài nguyên Vordis Eiriksdottir. Nhưng khoan ở môi trường cực hạn như vậy rất thách thức về mặt kỹ thuật. Vật liệu cần có khả năng chống xói mòn gây ra bởi hơi nước siêu nóng. John Eichelberger, nhà địa vật lý ở Đại học Alaska Fairbanks, một trong những nhà sáng lập dự án KMT, không loại trừ khả năng hoạt động khoan có thể tạo một vụ phun trào núi lửa đáng lo ngại.