Im Nordosten Islands, einem bekannten vulkanischen Hotspot, befindet sich der Vulkan Krafla. Es ist eine Region mit intensiver geothermischer Aktivität: In der Nähe ist der Rand des Kratersees des Vulkans zu sehen, während Dampfschlote und blubbernde Schlammpools die Landschaft im Süden prägen. Die Krafla hat in den letzten 1000 Jahren etwa 30 Ausbrüche erlebt, den letzten Mitte der 1980er Jahre.
An einem grasbewachsenen Hügel an der Stelle soll bald in das Magma von Krafla gebohrt werden. Das Krafla Magma Testbed (KMT) ist ein bahnbrechendes Projekt mit zwei Zielen. Zunächst soll das wissenschaftliche Verständnis dafür vertieft werden, wie sich Magma unter der Erdoberfläche verhält. Diese Forschung hat das Potenzial, die Vorhersage von Eruptionen zu verbessern und neue Möglichkeiten der geothermischen Energiegewinnung zu erschließen, indem die immense, nachhaltige Wärme angezapft wird, die durch vulkanische Aktivität entsteht. Außerdem soll die extreme Temperatur von Magma genutzt, und in einem geothermischen Kraftwerk transformiert werden.
Ab 2027 wird das KMT-Team mit der ersten von zwei Bohrungen beginnen, um ein einzigartiges unterirdisches Magma-Observatorium zu errichten, das etwa 2,1 km unter der Erde liegt. Vulkanische Aktivität wird normalerweise mit Instrumenten wie Seismometern überwacht. Aber im Gegensatz zur Lava an der Oberfläche ist der Kenntnisstand über das Magma unter der Erde gering. Druck- und Temperatursensoren werden in das geschmolzene Gestein eingeführt. Laut den leitenden Forschern sind das die beiden wichtigsten Parameter, die sie untersuchen müssen, um im Voraus sagen zu können, was mit dem Magma geschieht.
Geothermische Energie liefert Krafla schon jetzt
Etwa 25% des isländischen Stroms und 85% der Heizenergie für Haushalte stammen bereits aus geothermischen Quellen, die heiße Flüssigkeiten tief unter der Erde anzapfen und Dampf erzeugen, der Turbinen antreibt und Strom erzeugt. Das bestehende Kraftwerk Krafla im Tal versorgt rund 30.000 Haushalte mit Warmwasser und Strom.
Magma ist unter der Erde nur sehr schwer zu finden, die Begegnung mit Magma ist selten und bisher nur hier, in Kenia und auf Hawaii vorgekommen. 2009 machten isländische Ingenieure eine zufällige Entdeckung. Sie hatten geplant, ein 4,5 km tiefes Bohrloch anzulegen und extrem heiße Flüssigkeiten zu fördern, aber der Bohrer stoppte abrupt, als er auf überraschend flaches Magma stieß. Überhitzter Dampf mit einer rekordverdächtigen Temperatur von 452 Grad Celsius schoss nach oben, während die Kammer schätzungsweise 900 Grad Celsius heiß war. Dieser Brunnen produzierte etwa zehnmal mehr Energie als ein durchschnittlicher Brunnen an diesem Ort.
Das Bohren in dieser extremen Umgebung wird eine technische Herausforderung und erfordert spezielle Materialien. Neue Materialien und korrosionsbeständigere Legierungen müssen erforscht werden. Geothermiebohrungen werden in der Regel aus Kohlenstoffstahl gebaut, aber der verliert schnell an Festigkeit, wenn die Temperaturen 200 °C überschreiten. Beim Bohren in die Erde müssen auch andere Risiken berücksichtigt werden, wie giftige Gase und die Auslösung von Erdbeben. Die Arbeit wird Jahre dauern, könnte aber fortschrittliche Vorhersagen und eine verstärkte Nutzung der Kraft der Vulkane ermöglichen.
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