1月16日消息, 據外媒報道, 提到埃塞俄比亞這個國家, 人們首先想到的恐怕是塵土飛揚的沙漠, 人群擁擠的街道或者陡峭的懸崖峭壁. 然而, 很少有人知道, 埃塞俄比亞同時也是地球上火山最活躍的地區之一, 這與其地理位置有關——東非大裂穀正好從埃塞俄比亞境內穿過.
東非大裂穀是地殼版塊運動的結果, 大裂穀兩邊的土地大致以指甲生長的速度彼此分離. 大地裂隙使得地下的岩漿衝破壓力冒出地表, 在埃塞俄比亞已經發現了60多座火山, 其中許多在過去都有過大噴發, 留下巨大的火山口. 一部分火山直到今天仍然活躍, 可以看到冒泡的泥塘, 地熱溫泉和許多蒸汽噴口.
(阿魯托火山的岩縫中冒出蒸汽. 圖: William Hutchison)
當地人使用火山蒸汽洗衣服和洗澡, 但這些資源還有更大的開發價值. 地表活動表面地底有熱流湧動, 溫度可能高達300至400攝氏度. 通過向下鑽孔, 人們有可能使用這些高溫蒸汽來驅動大型渦輪機進而產生大量的電能. 此方案如果可行, 將給當地人帶去巨大利益. 埃塞俄比亞77%的人口用不上電, 是非洲最缺電的國家之一.
地球物理學者的調查顯示, 一座火山足可以產生十億瓦的電力, 這讓開發地熱能逐漸受人們重視. 千兆瓦相當於數百萬塊太陽能電池板或500個風力發電機的發電能力. 一座火山可供開發的總能量估計在10GW左右.
早在20年前, 埃塞俄比亞人就在阿魯托火山區開始了地熱發電試點, 如今對發電廠的基礎設施進行升級, 預計發電功率將提高十倍, 從7兆瓦提高到70兆瓦. 總的來看, 開發地熱似乎會成為埃塞俄比亞絕佳的低碳可再生能源解決方案, 讓地熱發電帶動整個電力行業, 幫助當地人擺脫貧困.
一個主要的難題是, 與冰島等更為發達的地熱國家不同, 人們對埃塞俄比亞的火山所知甚少. 甚至連大部分火山最後一次噴發是在什麼時候都沒人知道. 而避開火山噴發期是地熱發電的首要前提.
近年來, 英國自然環境研究理事會 (Natural Environment Research Council, 簡稱NERC) 一直資助英國和埃塞俄比亞兩國大學聯合組建的調查組織RiftVolc來研究這些問題. 研究者重點研究危害防範以及開發和檢測火山的方法, 以便火山能源能被安全可持續地開發利用.
過去三年裡, 科研小組一直在實地部署檢測設備並進行觀測. 然而, 最重要的突破則是來自完全不同的途徑——研究人員在辦公室內對衛星映像進行的分析.
藉助衛星雷達技術, 研究者對阿魯托火山的研究有了令人興奮的發現. 人們觀察到火山表面在膨脹和放氣. 一個很好的比喻是火山在 '呼吸' : 人們發現火山先是連續幾個月膨脹, 這是在 '吸氣' , 隨後 '呼氣' 的過程導致火山連續多年的緩慢下陷. 人們並不能完全確定是什麼造成了這些起伏, 但足夠的證據顯示, 應該是岩漿, 地下熱水或氣體在地表以下五公裡處流動所致.
在前不久發表的論文中, 研究者藉助衛星遙感影像對阿魯托火山蒸汽排放進行更細緻的觀測. 結果發現, 蒸汽溢出的地點常常與已知斷層線和火山上的裂隙相吻合.
研究者對火山通風口進行了連續數年的監測, 驚訝地發現大多數通風口的氣溫都很穩定. 只有東部地區少數通風口的溫度出現可測量的變化, 而且這種變化還並非與火山的 '呼吸' 頻率一致. 這讓科學家倍感意外, 他們原本預期通風口的溫度變化會與火山內部高溫液體的漲跌一致.
(圖為阿魯托火山的一處地熱井. 圖: William Hutchison)
直到後來將降雨因素考慮進來, 問題才有了頭緒. 原來那些溫度有所改變的通風口只是對周邊降雨的一種延後反應. 研究者最終得出結論, 靠近火山中心的通風口不會受到降雨的幹擾, 所以能夠一直維持恒溫, 也能夠更好地反應地下熱庫的溫度. 這一發現對火山鑽井和發電站建設意義重大, 當然其影響遠不止於此.
這是是人類首次從太空視角監測地熱資源. 由於衛星數據免費向公眾公開, 這或許能為地熱資源勘探提供一種便宜且低風險的研究手段.
除了埃塞俄比亞, 肯雅, 坦桑尼亞和烏幹達等國同樣擁有豐富的火山資源, 這項新技術可被用整個東非大裂穀乃至全球各地待開發地熱資源的探索和監測. 當你縮小地圖放眼全球, 未來景觀令人期待.
