Sådan gør du en vulkan til et kraftværk - med lidt hjælp fra satellitter

Etiopien har en tendens til at fremkalde billeder af spredte støvede ørkener, travle gader i Addis Abeba eller de stupende klipper i Simien -bjergene - muligvis med en distanceløber, der afgrænser i baggrunden. Alligevel er landet også et af de mest vulkansk aktive på Jorden, takket være Afrikas Great Rift Valley, som løber lige igennem sit hjerte.

Rifting er den geologiske proces, der river tektoniske plader fra hinanden, nogenlunde med den hastighed dine negle vokser. I Etiopien har dette gjort det muligt for magma at tvinge sig frem til overfladen, og der er over 60 kendte vulkaner. Mange har tidligere gennemgået kolossale udbrud, efterlader enorme kratere, der piper i sprækkegulvet. Nogle vulkaner er stadig aktive i dag. Besøg dem, og du finder boblende mudderdamme, varme kilder og masser af dampende ventiler.

Denne damp er blevet brugt af lokalbefolkningen til vask og badning, men underliggende dette er en meget større mulighed. Overfladeaktiviteten antyder ekstremt varme væsker dybt nedenunder, måske op til 300 ° C – 400 ° C. Bor ned, og det skal være muligt at få adgang til denne damp med høj temperatur, som kunne drive store møller og producere enorme mængder strøm. Dette har stor betydning i et land, hvor 77% af befolkningen ikke har adgang til elektricitet, et af de laveste niveauer i Afrika.

Geotermisk kraft er for nylig blevet et seriøst forslag takket være geofysiske undersøgelser, der tyder på, at nogle vulkaner kan give en gigawatt effekt. Det svarer til flere millioner solpaneler eller 500 vindmøller fra hver. Den samlede uudnyttede ressource anslås at være i området 10GW.

Omdannelse af denne energi til strøm ville bygge på det geotermiske pilotprojekt, der begyndte for omkring 20 år siden ved vulkanen Aluto i søområdet 200 km syd for Addis Abeba. Dens infrastruktur opgraderes i øjeblikket til at fordoble produktionen, fra 7MW til 70MW. Ialt, geotermisk ligner en fantastisk vedvarende lavemissions løsning til Etiopien, der kan danne rygraden i elsektoren og hjælpe med at løfte mennesker ud af fattigdom.

Ridser overfladen

Det største problem er, at i modsætning til mere udviklede geotermiske økonomier som Island, meget lidt er kendt om Etiopiens vulkaner. I næsten alle tilfælde, vi ved ikke engang, hvornår det sidste udbrud fandt sted-et vigtigt spørgsmål, da vulkaner i udbrud og storstilet kraftproduktion ikke vil skabe glade sengekammerater.

I de seneste år, Storbritanniens Natural Environment Research Council (NERC) har finansieret RiftVolc, et konsortium af britiske og etiopiske universiteter og geologiske undersøgelser, at tage fat på nogle af disse spørgsmål. Dette har fokuseret på at forstå farerne og udvikle metoder til at udforske og overvåge vulkanerne, så de kan udnyttes sikkert og bæredygtigt.

Hold af forskere har været ude i marken i de sidste tre år med at anvende overvågningsudstyr og foretage observationer. Alligevel er nogle af de vigtigste gennembrud kommet gennem en helt anden vej - gennem forskere, der analyserer satellitbilleder ved deres skriveborde.

Dette har givet spændende fund hos Aluto. Ved hjælp af en satellitradarteknik, vi opdagede, at vulkanens overflade oppustes og tømmes. Den bedste analogi er vejrtrækning - vi fandt skarpe "inhalationer", der pustede overfladen op over et par måneder, efterfulgt af gradvise "udåndinger", der forårsager langsom nedsynkning over mange år. Vi er ikke helt sikre på, hvad der forårsager disse op- og nedture, men det er et godt bevis på, at magma, geotermiske farvande eller gasser bevæger sig rundt i dybderne omkring fem km under overfladen.

Tager temperaturen

I vores seneste papir, vi brugte termiske satellitbilleder til at undersøge emissionerne af Alutos dampventiler mere detaljeret. Vi fandt ud af, at de steder, hvor gasser slap ud, ofte faldt sammen med kendte fejlledninger og brud på vulkanen.

Da vi overvåget temperaturen på disse ventilationsåbninger over flere år, vi var overraskede over at opdage, at de fleste var ret stabile. Kun få ventilationsåbninger på den østlige margen viste målbare temperaturændringer. Og afgørende, dette skete ikke i synkronisering med Alutos op- og nedture - vi kunne have forventet, at overfladetemperaturerne ville stige efter en periode med inflation, som varme væsker stiger op fra vulkanens mave.

Det var først, da vi dykkede ned i nedbørsmaterialet, at vi kom med en forklaring:Ventilationsåbningerne, der viser variationer, ser ud til at ændre sig som en forsinket reaktion på nedbør på den højere grund af sprækkemargen. Vores konklusion var, at ventilationsåbningerne tættere på vulkanens centrum ikke blev forstyrret af nedbør og dermed repræsenterer en bedre prøve af de varmeste farvande i det geotermiske reservoir. Dette gør naturligvis en forskel, når det kommer til at planlægge, hvor man skal bore brønde og bygge kraftværker på vulkanen, men der er en langt større betydning.

Dette er en af ​​de første gange, nogen har overvåget en geotermisk ressource fra rummet, og det viser, hvad der kan opnås. Da satellitdata er frit tilgængelige, det repræsenterer en billig og risikofri måde at vurdere geotermisk potentiale på.

Med lignende vulkaner spredt over lande som Kenya, Tanzania og Uganda, teknikken kunne give os mulighed for at opdage og overvåge nye uudnyttede geotermiske ressourcer i Rift Valley såvel som rundt om i verden. Når du zoomer tilbage og ser på det store billede, det er forbløffende, hvad der begynder at komme til syne.

Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort på The Conversation. Læs den originale artikel.