Содержание
НАСА предлагает избавить мир от угрозы Йеллоустонского супервулкана за $3 млрд / Хабр
Сейчас в различных СМИ часто появляются новости, имеющие отношение к Йеллоустонской кальдере. Этот геологический объект представляет собой вулканическую кальдеру в Йеллоустонском национальном парке на северо-западе США. Объект часто называют супервулканом. В 60-х 70-х годах прошлого века ученые определили размер кальдеры. Он составляет 55*72 км, это примерно треть территории одноименного национального парка. Сам регион располагается над так называемой горячей точкой. Здесь расплавленная порода мантии движется в сторону поверхности.
Ранее здесь уже происходили извержения. Так, в те же 60-е годы прошлого века ученые обнаружили руины древнего кратера. Под ним в наше время расположен громадный пузырь раскаленной магмы, причем глубина этого пузыря составляет более 8 километров. На данный момент известно о трех извержения вулкана Йеллоустоун, которые неоднократно приводили к природным катаклизмам, природа которых близка к ядерной зиме.
Ученые считают, что если нечто подобное произойдет в наше время, то это может спровоцировать глобальную катастрофу — не только природного, но и социального характера.
Последний раз вулкан извергался 70 000 лет назад, и мало кому хочется, чтобы это произошло сегодня. К сожалению, сложно сказать, когда произойдет извержение. На этом спекулируют многие СМИ, но в случае Йеллоустоуна ученые говорят, что взрыв случится не при жизни ныне живущих людей. Тем не менее, угроза эта значительная, и НАСА предлагает начать работу по ее ликвидации уже сейчас. В настоящее время супервулкан не извергается, поскольку в Йеллоустоуне существует естественный механизм охлаждения магмы. В кальдере 70% энергии магматического пузыря забирает процесс нагрева окружающих пород, из которых вода уносит избыточную температуру. Внешним проявлением этого процесса являются гейзеры. И еще 30% расходуется на постепенное плавление пород. Как раз плавление опасно — оно влечет за собой новое извержение. Ряд специалистов уверены, что вопрос нужно ставить не «Произойдет ли извержение?», а «Когда оно произойдет?».
Когда проснется супервулкан, то будет уничтожена большая часть территории национального парка (что меньшее из бед), разольется лава (тоже не особо страшно, это локальное явление) а в атмосферу будет выброшено огромное количество золы и газов. Это уже серьезная проблема, поскольку регион является сельскохозяйственным, после извержения пепел накроет регион с диаметром километров в 800, если не больше. Толщина «осадков» в этом случае составит около 4 см, что не позволит вести никакую сельскохозяйственную деятельность. Зола, попавшая в атмосферу, снизит количество солнечной радиации, поступающей на Землю. В итоге произойдут климатические изменения — и это касается уже не только лишь США.
Кислотные дожди будут регулярно выпадать по всей планете, но больше всего их будет все же в США.
Так что собирается делать НАСА? Агентство планирует пробурить две скважины по бокам кальдеры, вне национального парка. Ближе к центру бурить опасно, поскольку это может спровоцировать извержение.
А вот по краям, говорят ученые, можно бурить без проблем. В одну из скважин будет под давлением поставляться вода, которая, нагреваясь, начнет выходить из противоположной скважины.
По мнению ученых, если пропустить через вулкан достаточное количество воды, то это позволит немного охладить магму около поверхности. Ну а вырывающийся из другой скважины пар (температура его будет достигать около 350 градусов Цельсия) можно будет пустить на благое дело — выработку электроэнергии.
По мнению представителей НАСА, этот проект должен вызвать интерес у энергетических компаний, которые занимаются геотермальными системами. В этом случае, правда, бурить придется чуть глубже, чем обычно, но все же такая задача вполне по силам современным компаниям. Краткосрочная цель — получение энергии, которую можно поставлять сотням или даже тысячам локальных домохозяйств. Долгосрочная — предотвращение извержения, что повлияет на все человечество.
К сожалению, для реализации этого плана требуется свыше $3 млрд.
Если быть точным, то $3,6 млрд. Охлаждение вулкана займет тысячи лет. Но зато местные жители все это время смогут получать недорогую электроэнергию. У НАСА сейчас нет трех лишних миллиардов, поскольку бюджет агентства и так урезали. Но если идеей заинтересуются энергетические компании, то все это вполне можно реализовать. По крайней мере, попробовать.
NASA хочет спасти человечество, охладив Йеллоустонский супервулкан
Блоги
Кирилл Иртлач
Кирилл Иртлач
Инженеры NASA предложили несколько вариантов, как можно частично снизить температуру известной Йеллоустонской кальдеры.
Помогаем
Отметим, что Йеллоустонский супервулкан извергается примерно раз в 600 тыс. лет, и с момента последнего извержения примерно столько времени как раз и прошло.
Согласно подсчетам, его извержение приведет к вулканической зиме — резкому охлаждению нижней поверхности атмосферы Земли вследствие выброса огромного количества золы и газов (пепел надолго закроет солнце). В результате, человечество больше не сможет обеспечивать себя необходимым запасом пищи: по данным ООН, людям хватит имеющегося продовольствия на 74 дня, после чего начнется голод во всем мире.
Йеллоустонский супервулкан находится в одноименном национальном парке на северо-западе США. Размеры его кальдеры — возникшей в результате обрушения стенок кратера котловины — достигают 55 на 72 километра. На глубине восьми километров находится громадный пузырь раскаленной магмы, температура которого, как сообщается, растет: хотя 70% тепла, вырабатываемого очагом, уходит в атмосферу через горячие источники (вода просачивается к магме через трещины; исходящее от него тепло подогревает геотермальные источники национального парка, включая гейзеры и горячие озера), остаток энергии накапливается в магматических камерах вулкана и постепенное растворяет окружающие скальные поры.
Как только подземный жар достигнет определенного предела, взрывное извержение станет неминуемо.
Когда ученые NASA стали исследовать проблему, они пришли к выводу, что самое простое и логичное решение — остудить супервулкан. Например, можно попросту залить его водой. Однако реализация этого проекта фактически невозможна — необходимо слишком большое количество жидкости.
«Строительство гигантского акведука в горном регионе было бы слишком затратным. Кроме того, местные жители были бы не в восторге от того, что нам придется использовать для этого всю воду в их местности», — объясняет Брайан Уилкокс, сотрудник Лаборатории реактивного движения NASA.
Поэтому в NASA разработали другое решение — пробурить две скважины по бокам кальдеры глубиной по 10 км каждая. В одну из скважин под давлением будет подаваться вода, которая, нагреваясь, начнет выходить из противоположной стороны.
Курс
WOMEN IN LEADERSHIP
Дізнайтеся, як утримувати work-life-баланс, від топменеджерки з досвідом в NPR, Microsoft, IBM та Amazon Alexa.
РЕЄСТРУЙТЕСЯ!
По мнению ученых, если пропустить таким образом через вулкан достаточное количество воды, это позволит немного охладить магму около поверхности, что приведет к ее частичному отвердеванию — и утолщению пробки, удерживающей магму в недрах Земли. Кроме того, таким образом на поверхность будет выходить больше, чем сейчас, тепловой энергии: достаточно увеличить это количество на 35%, и Йеллоустон больше не будет представлять из себя опасность, говорят в космическом ведомстве.
Впрочем, авторы этого проекта не увидят его завершения и при жизни вряд ли узнают, успешен он или нет: чтобы остудить вулкан и убрать все риски, понадобятся тысячи лет.
Стоимость проекта оценивают почти в $3,5 млрд, и хотя по идее, чтобы спастись, человечеству определенно не стоит жадничать, в NASA придумали план, который позволит затее полностью себя окупить. Он заключается в создании геотермальной электростанции, использующей для выработки электроэнергии вырывающийся из второй скважины пар (согласно расчетам, его температура составит около 350 градусов Цельсия).
Специалисты отмечают, что энергии вулкана хватит для работы огромной станции в течение многих лет, а вырабатываемая электроэнергия будет невероятно дешевой — примерно $0,1 за кВт/час.
«Если мы воплотим этот проект в жизнь, все, что мы получим от него на первых порах, — это дешевое электричество. Ну а в долгосрочной перспективе мы еще и избавим человечество от нависшей угрозы катастрофического извержения супервулкана», — говорит Уилкокс.
По словам ученым, подобный план применителен к любому активному супервулкану на нашей планете. В NASA надеются, что их наработки заинтересуют энергетические компании, что позволит идее уже в ближайшее время перейти в плоскость практических дискуссий.
Источник: Business Insider
У НАСА есть план стоимостью 3,46 миллиарда долларов, чтобы предотвратить извержение Йеллоустонского супервулкана
/ Земля и энергия/ Геотермальная энергия/ НАСА/ Супервулкан
8.
23. 17 автор Кайри Лири
From Threat to Ally
9Площадь 83 квадратных километра (3468,4 квадратных миль), включающая горы, реки и леса. Реже рассматривается Йеллоустонская кальдера, супервулкан, извержение которого может иметь разрушительные последствия для нашей планеты.
Нажмите, чтобы просмотреть полную инфографику
К счастью, такой взрыв маловероятен, и теперь НАСА придумало способ не только гарантировать, что вулкан останется неактивным, но и использовать его для обеспечения окружающей территории электричеством.
После публикации статьи о супервулканах 900:23 С BBC связались несколько членов НАСА, которые хотели поделиться подробностями о ранее неопубликованном плане борьбы с Йеллоустоуном. Даже НАСА признает, что их невероятно амбициозный план является рискованным, но нельзя полностью игнорировать потенциальные выгоды, вытекающие из его успеха.
Сначала они будут бурить вулкан с нижних сторон, за пределами Йеллоустонского национального парка.
Движение с этого направления предотвратит попадание сильного тепла в верхнюю часть камеры, где это вызовет дополнительные проблемы.
После завершения бурения вода будет закачиваться в супервулкан и обратно под высоким давлением, при этом выходящая вода нагревается до температуры около 350 градусов по Цельсию (662 градуса по Фаренгейту). Входящая вода будет медленно охлаждать вулкан, а выходящая из него горячая вода может использоваться для выработки электроэнергии.
«В настоящее время Йеллоустоун выделяет около 6 ГВт тепла», — объяснил Брайан Уилкокс, исследователь из Лаборатории реактивного движения НАСА (JPL), в интервью BBC 9.0024 . «Благодаря такому бурению его можно использовать для создания геотермальной электростанции, которая вырабатывает электроэнергию по чрезвычайно конкурентоспособным ценам около 0,10 долл. США за кВтч».
Невидимый успех вулкан, предложение НАСА также в значительной степени теоретическое — никто не знает наверняка, сработает ли оно, а стоимость выяснения будет оцениваться в 3,46 миллиарда долларов.
Однако Уилкокс не считает эту цену непреодолимой.0002 «Вы должны дать геотермальным компаниям стимул бурить немного глубже и использовать более горячую воду, чем обычно, но вы окупите свои первоначальные инвестиции и получите электричество, которое может питать окружающую территорию в течение потенциально десятков тысяч лет», — отметил он. «И долгосрочная выгода заключается в том, что вы предотвращаете будущее извержение супервулкана, которое опустошит человечество».
Даже если система сможет эффективно охлаждать Йеллоустоун со скоростью, которая оценивается НАСА в 1 метр (3,2 фута) в год, потребуются тысячи лет, прежде чем останется только холодная порода, и еще больше времени, чтобы фактически подтвердить, что процесс навсегда устранил угроза извержения
Несмотря на все эти переменные, план стоит рассмотреть, особенно учитывая, что Йеллоустоун — лишь один из примерно 20 супервулканов на планете. НАСА надеется, что их предложение будет стимулировать более практические дискуссии и дебаты о том, что делать с этими массивными сооружениями до извержения, после чего Земля может погрузиться в вулканическую зиму.
Поделись этой статьей
Вопросы о супервулканах | Геологическая служба США
Что такое супервулкан?
Источники/использование: общественное достояние.
Сравнение размеров извержений с использованием объема магмы, извергнутой из нескольких вулканов. (Общественное достояние.)
Термин «супервулкан» подразумевает вулканический центр, в котором произошло извержение силой 8 баллов по индексу вулканической активности (VEI), что означает, что измеренные отложения для этого извержения превышают 1000 кубических километров (240 кубических миль). . Шкала VEI была создана как общее измерение взрывоопасности извержения. Существует несколько характеристик, используемых для определения VEI извержения, что позволяет классифицировать текущие и исторические извержения. Наиболее распространенными критериями являются объем выброса (пепел, пемза, лава) и высота столба. Все извержения VEI 8 произошли от десятков тысяч до миллионов лет назад, что делает объем выбросов или отложений лучшим методом для классификации.
Извержение классифицируется как VEI 8, если измеренный объем отложений превышает 1000 кубических километров (240 кубических миль). Следовательно, супервулкан — это вулкан, который в один момент времени изверг более 1000 кубических километров отложений. Йеллоустоун, как и многие другие супервулканы, извергался гораздо слабее. На карикатуре показано сравнение размеров извержений, в том числе трех крупнейших извержений Йеллоустона. Нажмите на изображение для более подробного описания и увеличения.
Какие еще есть примеры супервулканов?
Вулканы, которые произвели чрезвычайно мощные пирокластические извержения и образовали большие кальдеры за последние 2 миллиона лет, включают Йеллоустоун, Лонг-Вэлли в восточной Калифорнии, Тоба в Индонезии и Таупо в Новой Зеландии. Другие «супервулканы», вероятно, будут включать большие кальдеры вулканов Японии, Индонезии и Южной Америки. Самое последнее извержение супервулкана на Земле произошло 27 000 лет назад в Таупо, расположенном в центре северного острова Новой Зеландии.
Я читал, что ученые не могли найти Йеллоустонскую кальдеру, пока не посмотрели фотографию Йеллоустона из космоса. Это правда?
Не по словам Боба Кристиансена. Боб — ученый Геологической службы США, который описал три Йеллоустонские кальдеры и рассказал миру о великих извержениях, которые их образовали. Боб сообщает, что он проследил границы кальдеры с помощью старомодных полевых работ… ходил с молотком и ручной лупой и внимательно смотрел на камни и их распределение. Большинство ключевых наблюдений было сделано в 1960-х и 1970-х годов. Некоторые авторы писали, что эти большие кальдеры были обнаружены из космоса, и мы подозреваем, что слухи, вероятно, появились из-за того, что первоначальные полевые работы по их определению частично финансировались НАСА. Идея состояла в том, чтобы сравнить геологические карты с хорошими ограничениями и изображениями, полученными из космоса. Таким образом, геологическая карта Боба использовалась для проверки изображений НАСА, а не наоборот.
В 2005 году BBC и Discovery Channel выпустили документальную драму и документальный фильм о Йеллоустоне под названием 9.0023 Супервулкан
. Ниже ученые Йеллоустонской вулканической обсерватории отвечают на вопросы, возникшие после выхода этой программы в эфир, которые касаются супервулканов, вулканических опасностей и Йеллоустоуна.
В документальной драме «Супервулкан» подробно исследуется воздействие крупного извержения, образовавшего кальдеру, в Йеллоустоне. Масштабы изображенного извержения аналогичны извержению туфа Гекльберри-Ридж в Йеллоустоне 2,1 миллиона лет назад. Фильм реалистичен, поскольку показывает, что может произойти, если извержение такого масштаба произойдет снова. Хотя действие драмы происходит в будущем, она неплохо решает некоторые проблемы, с которыми столкнулись бы ученые, если бы в Йеллоустоуне появились признаки надвигающегося извержения. Приведенные ниже вопросы и ответы проливают свет на проблемы, связанные с вулканизмом в Йеллоустоне.
Гораздо более подробное обсуждение, включая полноцветные иллюстрации, можно найти в информационном бюллетене Геологической службы США о деятельности Йеллоустона.
ВОПРОС: Какова вероятность еще одного катастрофического извержения вулкана в Йеллоустоуне?
ОТВЕТ: Хотя это возможно, ученые не уверены, что когда-либо произойдет еще одно катастрофическое извержение в Йеллоустоуне. Учитывая прошлую историю Йеллоустона, ежегодная вероятность еще одного извержения, образующего кальдеру, может быть приблизительно равна 1 из 730 000 или 0,00014%. Однако это число основано просто на усреднении двух интервалов между тремя крупными прошлыми извержениями в Йеллоустоне — этого едва ли достаточно, чтобы сделать критическое суждение. Эта вероятность примерно аналогична вероятности столкновения с Землей большого (1 км) астероида. Более того, катастрофические геологические события не являются ни регулярными, ни предсказуемыми.
ВОПРОС: Что произойдет, если в Йеллоустоне снова произойдет извержение «супервулкана»?
ОТВЕТ: Такое гигантское извержение будет иметь региональные последствия, такие как выпадение пепла и кратковременные (от нескольких лет до десятилетий) изменения глобального климата.
Пострадают близлежащие штаты Монтана, Айдахо и Вайоминг, а также другие места в Соединенных Штатах и мире. Такие извержения обычно образуют кальдеры, широкие вулканические впадины, образующиеся при обрушении земной поверхности в результате ухода частично расплавленной породы (магмы) ниже. К счастью, вероятность подобного извержения в Йеллоустоуне в ближайшие несколько тысяч лет чрезвычайно мала.
ВОПРОС: Проверяется ли Йеллоустоун на предмет вулканической активности?
ОТВЕТ: Да. Йеллоустонская вулканическая обсерватория (YVO), партнерство Геологической службы США (USGS), Йеллоустонского национального парка и Университета штата Юта, внимательно следит за вулканической активностью в Йеллоустоне. На веб-сайте YVO в режиме реального времени представлены данные о землетрясениях, деформации грунта, течении и выбранной температуре ручья. Кроме того, ученые YVO сотрудничают с учеными со всего мира для изучения Йеллоустонского вулкана.
ВОПРОС: Знают ли ученые, что в Йеллоустоне в настоящее время неизбежно катастрофическое извержение?
ОТВЕТ: Нет никаких доказательств того, что катастрофическое извержение в Йеллоустоне неизбежно, и такие события вряд ли произойдут в ближайшие несколько столетий.
Ученые также не обнаружили признаков скорого меньшего извержения лавы.
ВОПРОС: Насколько заранее ученые могли предсказать извержение Йеллоустонского вулкана?
ОТВЕТ: За последние 25 лет наука о прогнозировании извержения вулкана значительно продвинулась вперед. Большинство ученых считают, что нарастание, предшествующее катастрофическому извержению, можно было бы обнаружить в течение нескольких недель, а возможно, и месяцев, а то и лет. Предвестниками вулканических извержений являются сильные рои землетрясений и быстрая деформация грунта, которые обычно происходят за несколько дней или недель до фактического извержения. Ученые Йеллоустонской вулканической обсерватории (YVO) внимательно следят за Йеллоустонским регионом в поисках таких предшественников. Они ожидают, что подготовка к более крупным извержениям будет включать интенсивную предшествующую активность (намного превышающую фоновые уровни) в нескольких местах внутри Йеллоустонского вулкана. Как и во многих системах кальдер по всему миру, небольшие землетрясения, поднятие и опускание грунта, а также выбросы газа в Йеллоустоне являются обычными событиями и не отражают надвигающиеся извержения.
ВОПРОС: Можете ли вы снизить давление в Йеллоустоуне, пробурив вулкан?
ОТВЕТ: Нет. Ученые согласны с тем, что бурение вулкана имеет сомнительную пользу. Несмотря на огромные затраты и технологические трудности при бурении горячих кашеобразных пород, бурение вряд ли даст большой эффект. При температурах и давлениях, близких к магматическим, любая дыра быстро запечатывается минералами, кристаллизующимися из природных флюидов, присутствующих на этих глубинах.
ВОПРОС: Могло ли извержение Йеллоустонского вулкана не быть катастрофическим?
ОТВЕТ: Да. За последние 640 000 лет, прошедшие с момента последнего гигантского извержения в Йеллоустоуне, произошло около 80 относительно невзрывных извержений, в результате которых образовались в основном потоки лавы. Это было бы наиболее вероятным типом будущего извержения. Если бы такое событие произошло сегодня, деятельность в Йеллоустонском национальном парке была бы нарушена, но, по всей вероятности, жизнь была бы поставлена под угрозу лишь немногим.