アイスランドのクラフラ火山— 何年にもわたる努力の末、火山学者は地獄への入り口を開く準備ができています。ヴィティ (アイスランド語で「地獄」) クレーター (Krafla の 10 キロメートルのカルデラ内にある小さなクレーター) の縁から、Ottó Elíasson はひょろひょろした測候所だけが乱れている静かな草原を見下ろしています。地熱研究センターである Eimur の科学責任者である Elíasson 氏は、それはすぐに変わるだろうと述べています。 「今から 10 年後には、ここが火山学の中心になるかもしれません。」
主なアトラクションは、この火山活動が活発な島のこの地点から 2 キロメートル下にあり、広がる中部大西洋海嶺によって 2 つに分割されています。 2009 年、ここで地熱エネルギーを得るために温水を利用しようとした掘削作業員が、隠れていたマグマ溜まりを誤って突き破りました。急冷したマグマから蒸気とガラスの破片が噴出した後、ボアホールは、ケーシングが破損するまで、これまでに測定された中で最も高温の地熱井戸を作り出しました。
現在、研究者たちは、世界で唯一の長期マグマ観測所を作成するために、より頑丈な機器を使用して、意図的に溶岩に侵入するために戻ってきています。 「私たちは火星に行ってきました。私たちは金星に行ってきました」と、イタリアの国立地球物理学火山研究所の研究ディレクターであるパオロ・パパレは言います。 「しかし、地表下でマグマを観測したことはありません。」結果は、噴火予測を改善しながら、マグマが地殻をどのように移動するかを説明するのに役立つ可能性があります。また、大陸がどのように形成され、成長したかを明らかにすることもできます。
5 月、クラフラ マグマ テストベッド (KMT) は、このプロジェクトが 10 年間の最優先事項の 1 つであると述べた国際大陸科学掘削プログラムから資金提供を受けました。その支援と、アイスランドや他のヨーロッパの科学機関からの数百万ドルの資金提供により、今月、プロジェクトは準備段階に入りました。過熱した水に伴う腐食にもかかわらず井戸を開いたままにしておくために必要な技術を証明し、マグマ溜まりの地球物理学的観測を行い、マグマ溜まりが浸透した後の挙動をモデル化します。 2,500 万ドルもの費用がかかる最初のボアホールは、早ければ 2023 年に開始される可能性があります。
マグマを直接研究することはできないため、火山学者は地震計、GPS センサー、レーダー衛星からの地表測定値に基づいてマグマの動きを推測しています。彼らは、地球の激動によって掘り出された凝固したマグマだまりを調べることができますが、それらの残骸は不完全であり、古代の溶岩流によって選択的に枯渇しています。彼らは地表で溶岩を研究することができますが、それまでにサンプルは、噴火を引き起こし、マグマの元の温度、圧力、および組成に影響を与える閉じ込められたガスのほとんどを失っています.固まった溶岩に含まれる結晶、含有物、気泡が、元の状態の手がかりを保持しています。しかし、Krafla チャンバーからのサンプルは、それらの見積もりが「架空のものか信頼できるものか」を研究者に教えてくれると、南メソジスト大学の火山学者で KMT のリーダーである John Eichelberger は言います。
サンプルを入手することで、マグマだまりの正体も明らかになります。ほとんどの科学者は、マグマだまりを地獄のような地底湖としての風刺的な見方を否定しています。ケンブリッジ大学の岩石学者であるマリー・エドモンズは、「私たちはこれらのシステムを、液体の風船ではなく、結晶化した粒子の間にある少量の液体であると考えています」と述べています。
しかし、1984 年に最後に噴火した Krafla は例外かもしれません。 2009 年の掘削キャンペーンからのガラス状の破片は、マグマが液体であるだけでなく、循環しており、下層のメルトと相互作用していることを示唆していました。 「これは、これまでに得られたわずかな情報から最も衝撃的なことです」と Eichelberger 氏は言います。しかし、マグマだまりの大きさや、それがどのくらいの期間持続したかについてはほとんどわかっていません。 「いわば、ガラス越しに暗く見えています」と Eichelberger は言います。
KMT はまた、大陸地殻の原料に関する基本的な質問に答えるのにも役立ちます。世界の海底、そしてアイスランドの大部分は、マントルに存在するものとほぼ同じものである玄武岩マグマから形作られています。しかし、大陸の花崗岩は、KMT サイトの下にあると考えられている、より粘り気のあるシリカに富む「流紋岩質」マグマから形成されます。大陸を形成するマグマがどのように発生したかは誰にもわかりません。 1 つの考えは、玄武岩マグマが海水によって変化し、再溶融し、最終的に流紋岩として火山から噴出するというものです。玄武岩が優勢なアイスランドからの流紋岩のサンプルは、このプロセスが世界中でどのように機能するかについての窓を提供する可能性がある、と Eichelberger は言う.
KMT は、時間をかけて複数のサンプルを収集し、温度が 1000°C を超えるにもかかわらず、熱、圧力、さらには化学物質を測定するために、センサーをマグマの中および近くに埋め込む予定です。 「技術的な課題は手ごわいものです」と、コロラド鉱山学校の火山学者であるウェンディ・ボーソンは言います。 KMT の掘削パートナーは、坑井のスチール ライナーが極端な熱で膨張および収縮できるようにするフレキシブル カップリングをテストしています。また、熱と圧力に耐える革新的な電子機器を開発している人もいます。これは、いつか金星で使用できる可能性があります。
この技術は、アイスランドの多くの地熱エネルギー企業にも利益をもたらす可能性があります。マグマに近づくと、個々の井戸の潜在力が劇的に増加する可能性があります。これは、2009 年の偶発的な井戸で明確に見られたもので、それ自体で小さな都市に電力を供給できた可能性があります。アイスランドの地熱研究クラスターのマネージング ディレクターである Hjalti Páll Ingólfsson 氏は、「地熱産業は、そのエネルギーの真の源を理解しようと真剣に取り組んでいます」と述べています。
ドリルを冷却して潤滑するために注入された大量の水は、火山システムを少し混乱させる可能性があり、地球物理学者は注意深く見守っています。 (2009 年のボアホールの穏やかな挙動を考えると、噴火を引き起こす心配はほとんどありませんが、サイトの遠隔地で無人の場所がもう 1 つのセールス ポイントです。) 掘削後の地震波の速度の変化は、マグマの範囲を明らかにする可能性がある、とパパレは言います。これらの微妙な変化を見ることは、将来の流紋岩噴火の予測にも役立つ可能性があります。科学者たちは火山の警告サインをうまく検出できるようになりましたが、誤警報はたくさんあります。
そして、KMT がそのまま維持されれば、科学者は最終的に、マグマの地下源の観点から実際の噴火を見ることができるようになります。 「それは金になるでしょう」と、リバプール大学の火山学者 Yan Lavallee は言います。 「それは必ず起こる」
