编者按：以下文章经许可转载自对话，这是一个报道最新研究的在线出版物。
地球深处巨大的热量能否被利用来为我们地表提供能源？一个来自地热钻孔项目的有希望的报告表明，这是有可能的，该项目意外地击中了岩浆——与火山喷发出的炽热熔岩相同的物质。
冰岛深部钻探项目，IDDP，一直在钻探深达5公里的竖井，试图利用冰岛地表以下火山基岩中的热量。
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保关于塑造我们今天世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
但在2009年，他们在冰岛东北部克拉夫拉的钻孔仅达到2100米深，就意外地击中了一个岩浆囊袋，该岩浆囊袋从下方侵入地球的上地壳，温度高达900-1000°C。
这个钻孔IDDP-1是IDDP在冰岛钻探的一系列井中的第一个，旨在寻找可用的地热资源。《地热学》杂志本月的特刊详细介绍了工程壮举和科学成果，这些成果来自于决定不使用混凝土堵住这个洞（就像2007年夏威夷的一个案例一样），而是尝试利用令人难以置信的地热。
威尔弗雷德·埃尔德斯，加州大学河滨分校的地质学荣誉退休教授，与冰岛同事共同撰写了《地热学》特刊中的三篇研究论文。
埃尔德斯说：“钻探进入岩浆是非常罕见的事件，这只是世界上已知的第二个实例。” IDDP和冰岛国家电力公司（运营附近的克拉夫拉地热发电厂）决定进行大量投资，以进一步调查这个洞。
这意味着将钢套管用水泥固定在井中，在最靠近岩浆的底部留下一个穿孔部分。热量被允许在钻孔中缓慢积聚，最终，在接下来的两年里，过热蒸汽通过井流出。
埃尔德斯说，这次钻探的成功“至少可以说是惊人的”，并补充说：“这可能会在未来引发高温地热项目能源效率的革命。”
该井输送了几个月温度超过450°C的过热高压蒸汽——创下了世界纪录。相比之下，英国的地热资源很少达到高于60-80°C的温度。
经测量，岩浆加热的蒸汽能够产生36兆瓦的电力。虽然与典型的660兆瓦燃煤发电站相比相对较小，但这远高于平均风力涡轮机的1-3兆瓦，并且超过克拉夫拉电厂目前60兆瓦输出功率的一半。
最重要的是，它证明了这是可以做到的。埃尔德斯说：“本质上，IDDP-1是世界上第一个岩浆增强地热系统，第一个直接从熔融岩浆中供应热量的系统。” 该钻孔正在被设置为将蒸汽直接输送到克拉夫拉发电厂，但一个阀门发生故障，需要将钻孔堵住。埃尔德斯补充说，尽管钻孔不得不被堵住，但目标是修复它或在附近钻另一口井。
吉莉安·福尔格，杜伦大学地球物理学教授，在20世纪80年代火山活动期间曾在克拉夫拉遗址工作。“在这个深度的一口井不可能被期望击中岩浆，但与此同时，这也不可能那么令人惊讶，”她说。“有一次我在那里的时候，我们有一个钻孔涌出了岩浆，”她回忆道。
像冰岛这样的火山区域在大多数时候不是活跃的，但可能会突然被地表以下数十公里处的运动激活，这些运动使上方的腔室充满岩浆。“它们可能会变得非常活跃，压力升高，甚至迫使岩浆到达地表。但如果它没有被激活，那么即使你钻入其中，也没有理由期望会发生剧烈的喷发，”她说。
“话虽如此，在只有一个实验性案例可以参考的情况下，在靠近城市的任何火山区域像这样钻探都不是一个好主意，”她补充说。
她说，该团队因利用这个机会进行研究而值得赞扬。“大多数面对进入岩浆囊袋的人都会收拾行李离开，”她说。“但是当生活给你柠檬时，你就把它做成柠檬水。”
在冰岛，约90%的家庭供暖来自地热资源。根据国际地热协会的数据，2010年全球地热发电量为10,700兆瓦。通常，这些增强型或人工地热系统是通过将冷水泵入4-5公里深度的热干岩石中来创建的。加热后的水再次被泵出，成为生产井中的热水或蒸汽。近几十年来，地热发电的趋势是稳步增长，冰岛、菲律宾和萨尔瓦多处于领先地位，它们25-30%的电力来自地热资源。包括欧洲、澳大利亚、美国和日本在内的其他地方投入了大量精力，但通常结果参差不齐，而且成本很高。
通过更深的钻孔，IDDP正在寻找更大的奖品：超临界水；在高温和地下高压下，水进入超临界状态，此时它既不是气体也不是液体。在这种状态下，它携带更多的能量，如果正确利用，可以将地面以上的功率输出提高十倍，从5兆瓦提高到50兆瓦。
埃尔德斯说：“虽然克拉夫拉的实验遭受了各种挫折，使人员和设备达到了极限，但这个过程本身非常有启发意义。除了已发表的科学文章外，我们还准备了关于实践经验的综合报告。” 冰岛国家电力公司将把这些经验用于改进他们的下一次钻探作业。
IDDP是三家能源公司（HS能源有限公司、国家电力公司和雷克雅未克能源公司）以及冰岛国家能源管理局的合作项目，由埃尔德斯领导的国际科学家联盟参与。下一个IDDP-2钻孔将于今年晚些时候在冰岛西南部的雷克雅内斯下沉。