KiDethuong880
New member
Trong cuộc đua chinh phục lòng đất sâu thẳm, con người chưa bao giờ biết chữ "dừng"
Nhớ hồi thập niên 1970, Liên Xô từng flex cực mạnh với giếng khoan siêu sâu Kola, đạt độ sâu 12.226 mét sau hơn 20 năm cày cuốc không ngừng nghỉ. Nhưng giờ đây, kỷ lục này sắp bị phá tan tành khi Mỹ vừa công bố kế hoạch khoan một giếng mới sâu tới 19 km, vượt mặt giếng Kola tận 7 km luôn á Dự án này không chỉ đơn thuần là thử nghiệm khoa học cho vui, mà còn mang theo tham vọng khai thác nguồn năng lượng địa nhiệt khổng lồ - có thể thay đổi hoàn toàn game năng lượng toàn cầu đấy!
Hơn 50 năm qua, giếng sâu Kola của Liên Xô vẫn giữ ngôi vương là giếng khoan sâu nhất mà loài người từng đào được trên Trái Đất này. Dự án bắt đầu từ năm 1970, nằm trong chương trình "Earth Telescope Project" nhằm khám phá thạch quyển và những bí ẩn địa chất ẩn giấu dưới lòng đất.
Giếng Kola được khoan trên vùng đất băng giá Murmansk, mất tận 24 năm với hơn 5.000 nhà khoa học và kỹ sư tham gia. Đến năm 1994, giếng đạt độ sâu kỷ lục 12.226 mét, nhưng vì nhiệt độ quá khủng (lên tới 180°C) và áp suất siêu to, việc khoan tiếp trở nên... bất khả thi luôn Dù vậy, giếng Kola đã mang lại nhiều khám phá xịn xò, trong đó có việc tìm thấy hóa thạch vi sinh vật 2 tỷ năm tuổi ở độ sâu 7 km, làm đổi hẳn hiểu biết của chúng ta về sự sống trên Trái Đất.
Nhưng giếng Kola chỉ là khởi đầu thôi nhé! Đầu năm 2024, Mỹ đã drop một dự án khoan siêu sâu cực đỉnh do công ty Quaise Energy Inc. thực hiện. Mục tiêu là khoan xuống 19 km, vượt xa giếng Kola và tiến gần tới ranh giới giữa lớp vỏ và lớp phủ của Trái Đất. Đây không chỉ là thí nghiệm khoa học mà còn là nỗ lực khai thác năng lượng địa nhiệt - một dạng năng lượng sạch có tiềm năng thay thế nhiên liệu hóa thạch trong tương lai
Năng lượng địa nhiệt thì đã được khai thác từ lâu rồi, nhưng việc tiếp cận nguồn nhiệt sâu trong lòng đất vẫn còn nhiều giới hạn lắm. Với giếng khoan 19 km, các nhà khoa học hy vọng sẽ khai thác được nước siêu tới hạn – một trạng thái đặc biệt của nước khi vượt quá 374°C và áp suất 22,1 MPa.
Ở trạng thái này, nước có mật độ cao như chất lỏng nhưng lại có khả năng khuếch tán mạnh như khí, và quan trọng nhất là chứa năng lượng khổng lồ gấp 10 lần nước địa nhiệt thông thường luôn! Khi được khai thác, nước siêu tới hạn có thể trực tiếp làm quay tuabin phát điện mà không cần trao đổi nhiệt phức tạp, giúp tăng hiệu suất nhà máy điện địa nhiệt lên 40%, vượt xa mức 20% của năng lượng mặt trời và điện gió
Nhưng để khoan tới độ sâu này, các phương pháp khoan truyền thống sẽ... toang mất. Ở độ sâu 19 km, nhiệt độ có thể vượt quá 500°C, trong khi mũi khoan hợp kim cacbua vonfram thông thường sẽ bị làm mềm và biến dạng ở mức 400°C. Không chỉ vậy, bùn khoan thông thường cũng sẽ bốc hơi và thậm chí có thể phát nổ khi gặp nhiệt độ cực cao Một trở ngại khác là khi xuống sâu hơn 12 km, đá dưới lòng đất không còn rắn nữa mà trở nên dẻo như nhựa đường do áp suất khổng lồ, gây ra thách thức cực lớn cho việc giữ ổn định giếng khoan.
Để giải quyết những vấn đề này, Quaise Energy đã phát triển một công nghệ khoan hoàn toàn mới dựa trên sóng milimet năng lượng cao - nghe xịn chưa! Hệ thống này hoạt động giống như vũ khí laser: một chùm sóng milimet với mật độ công suất lên tới 200 kW/cm² sẽ được tập trung vào bề mặt đá thông qua một ống dẫn sóng đặc biệt có đường kính 7 cm.
Khi chạm vào sóng này, đá sẽ ngay lập tức bị nung nóng tới 2.800°C, chuyển thành plasma và bốc hơi luôn Phương pháp khoan không tiếp xúc này có tốc độ khoan vượt trội, về mặt lý thuyết có thể xuyên qua 20 km lớp đá chỉ trong 20 ngày, nhanh hơn ít nhất 60 lần so với phương pháp khoan truyền thống.
Ngoài ra, để hiện thực hóa công nghệ này, các kỹ sư đã phải vượt qua ba thách thức lớn. Thứ nhất, họ phát triển máy phát sóng milimet công suất megawatt dựa trên công nghệ gyrotron, với hiệu suất chuyển đổi năng lượng lên tới 70%. Thứ hai, họ thiết kế hệ thống tự làm sạch ống dẫn sóng bằng cách dùng dòng khí argon siêu âm thổi bay các mảnh đá nóng chảy, ngăn sự tích tụ làm giảm hiệu suất. Cuối cùng, họ phát triển hệ thống điều chỉnh chùm tia thông minh, có khả năng phân tích địa chất theo thời gian thực và điều chỉnh thông số khoan để đạt hiệu suất tối ưu
Nguồn: soha.vn
Nhớ hồi thập niên 1970, Liên Xô từng flex cực mạnh với giếng khoan siêu sâu Kola, đạt độ sâu 12.226 mét sau hơn 20 năm cày cuốc không ngừng nghỉ. Nhưng giờ đây, kỷ lục này sắp bị phá tan tành khi Mỹ vừa công bố kế hoạch khoan một giếng mới sâu tới 19 km, vượt mặt giếng Kola tận 7 km luôn á Dự án này không chỉ đơn thuần là thử nghiệm khoa học cho vui, mà còn mang theo tham vọng khai thác nguồn năng lượng địa nhiệt khổng lồ - có thể thay đổi hoàn toàn game năng lượng toàn cầu đấy!
Hơn 50 năm qua, giếng sâu Kola của Liên Xô vẫn giữ ngôi vương là giếng khoan sâu nhất mà loài người từng đào được trên Trái Đất này. Dự án bắt đầu từ năm 1970, nằm trong chương trình "Earth Telescope Project" nhằm khám phá thạch quyển và những bí ẩn địa chất ẩn giấu dưới lòng đất.
Giếng Kola được khoan trên vùng đất băng giá Murmansk, mất tận 24 năm với hơn 5.000 nhà khoa học và kỹ sư tham gia. Đến năm 1994, giếng đạt độ sâu kỷ lục 12.226 mét, nhưng vì nhiệt độ quá khủng (lên tới 180°C) và áp suất siêu to, việc khoan tiếp trở nên... bất khả thi luôn Dù vậy, giếng Kola đã mang lại nhiều khám phá xịn xò, trong đó có việc tìm thấy hóa thạch vi sinh vật 2 tỷ năm tuổi ở độ sâu 7 km, làm đổi hẳn hiểu biết của chúng ta về sự sống trên Trái Đất.
Nhưng giếng Kola chỉ là khởi đầu thôi nhé! Đầu năm 2024, Mỹ đã drop một dự án khoan siêu sâu cực đỉnh do công ty Quaise Energy Inc. thực hiện. Mục tiêu là khoan xuống 19 km, vượt xa giếng Kola và tiến gần tới ranh giới giữa lớp vỏ và lớp phủ của Trái Đất. Đây không chỉ là thí nghiệm khoa học mà còn là nỗ lực khai thác năng lượng địa nhiệt - một dạng năng lượng sạch có tiềm năng thay thế nhiên liệu hóa thạch trong tương lai
Năng lượng địa nhiệt thì đã được khai thác từ lâu rồi, nhưng việc tiếp cận nguồn nhiệt sâu trong lòng đất vẫn còn nhiều giới hạn lắm. Với giếng khoan 19 km, các nhà khoa học hy vọng sẽ khai thác được nước siêu tới hạn – một trạng thái đặc biệt của nước khi vượt quá 374°C và áp suất 22,1 MPa.
Ở trạng thái này, nước có mật độ cao như chất lỏng nhưng lại có khả năng khuếch tán mạnh như khí, và quan trọng nhất là chứa năng lượng khổng lồ gấp 10 lần nước địa nhiệt thông thường luôn! Khi được khai thác, nước siêu tới hạn có thể trực tiếp làm quay tuabin phát điện mà không cần trao đổi nhiệt phức tạp, giúp tăng hiệu suất nhà máy điện địa nhiệt lên 40%, vượt xa mức 20% của năng lượng mặt trời và điện gió
Nhưng để khoan tới độ sâu này, các phương pháp khoan truyền thống sẽ... toang mất. Ở độ sâu 19 km, nhiệt độ có thể vượt quá 500°C, trong khi mũi khoan hợp kim cacbua vonfram thông thường sẽ bị làm mềm và biến dạng ở mức 400°C. Không chỉ vậy, bùn khoan thông thường cũng sẽ bốc hơi và thậm chí có thể phát nổ khi gặp nhiệt độ cực cao Một trở ngại khác là khi xuống sâu hơn 12 km, đá dưới lòng đất không còn rắn nữa mà trở nên dẻo như nhựa đường do áp suất khổng lồ, gây ra thách thức cực lớn cho việc giữ ổn định giếng khoan.
Để giải quyết những vấn đề này, Quaise Energy đã phát triển một công nghệ khoan hoàn toàn mới dựa trên sóng milimet năng lượng cao - nghe xịn chưa! Hệ thống này hoạt động giống như vũ khí laser: một chùm sóng milimet với mật độ công suất lên tới 200 kW/cm² sẽ được tập trung vào bề mặt đá thông qua một ống dẫn sóng đặc biệt có đường kính 7 cm.
Khi chạm vào sóng này, đá sẽ ngay lập tức bị nung nóng tới 2.800°C, chuyển thành plasma và bốc hơi luôn Phương pháp khoan không tiếp xúc này có tốc độ khoan vượt trội, về mặt lý thuyết có thể xuyên qua 20 km lớp đá chỉ trong 20 ngày, nhanh hơn ít nhất 60 lần so với phương pháp khoan truyền thống.
Ngoài ra, để hiện thực hóa công nghệ này, các kỹ sư đã phải vượt qua ba thách thức lớn. Thứ nhất, họ phát triển máy phát sóng milimet công suất megawatt dựa trên công nghệ gyrotron, với hiệu suất chuyển đổi năng lượng lên tới 70%. Thứ hai, họ thiết kế hệ thống tự làm sạch ống dẫn sóng bằng cách dùng dòng khí argon siêu âm thổi bay các mảnh đá nóng chảy, ngăn sự tích tụ làm giảm hiệu suất. Cuối cùng, họ phát triển hệ thống điều chỉnh chùm tia thông minh, có khả năng phân tích địa chất theo thời gian thực và điều chỉnh thông số khoan để đạt hiệu suất tối ưu
Nguồn: soha.vn