C, Cĩ thể bạn chưa biết:
2, Đồng Heli hứa hẹn của năng lương địa nhiệt:
Trong một chuyến khảo sát vùng bồn xen núi phía bắc miền tây Hoa Kì, nhà địa hố học Mack Kennedy thuộc khoa Năng lượng, phịng thí nghiệm Quốc gia Berkeley Lawrence
và Matthijs Van Soest trường Đại học bang Arizona, đã khám phá một cơng cụ mới giúp nhận biết các nguồn năng lượng địa nhiệt tiềm ẩn.
Hiện nay, hầu hết nguồn năng lượng địa nhiệt được khai thác từ những khu vực cĩ hoạt động của núi lửa ví dụ như mạch nước phun miền bắc California. Nguồn năng lượng tiềm ẩn do Kennedy và Van Soest phát hiện khơng khởi nguồn từ núi lửa mà từ dịng chảy chất lưu qua những khe nứt sâu đến tận lớp vỏ bên trong của trái đất tại những vùng nằm cách xa những nơi đã từng hoặc đang cĩ núi lửa hoạt động. Họ đã thơng báo về kết quả tìm kiếm của mình trên tờ Science số ra ngày 30 tháng 11 năm 2007.
“Một nguồn năng lượng địa nhiệt tốt phải đảm bảo 3 yêu cầu cơ bản: nhiệt Gradient cao – nghĩa là đá phải nĩng đủ độ sử dụng được - cộng với nguồn cung cấp chất lưu tự tái tạo (thường là nước) và cuối cùng là chất lưu cĩ thể lưu thơng qua đá nĩng nhờ các con đường nằm sâu thấm qua được”, ơng Kennedy, nhà khoa học thuộc đơn vị Khoa học Trái đất, Phịng thí nghiệm Berkeley, nĩi. “Chúng tơi đã tìm ra cách vẽ bản đồ và xác định số lượng những vùng thẩm thấu nằm sâu bên trong vỏ trái đất được sinh ra do hoạt động kiến tạo - sự vận động của vỏ trái đất - chứ khơng phải hoạt động núi lửa."
Kennedy và Van Soest đã so sánh tỉ lệ đồng vị Heli cĩ trong các mẫu thử lấy từ giếng nước, suối và các mạch nước phun khắp vùng bồn xen núi phía bắc. Đồng vị Heli-3 - hạt nhân cĩ 1 nơtron chỉ cĩ ở các vì sao, vỏ trái đất giữ lại được một lượng khá lớn đồng vị Heli-3 nguyên thuỷ (so với lượng rất nhỏ cĩ trong khơng khí) cịn lại sau sự hình thành của hệ mặt trời. Mặt khác, vỏ trái đất lại trù phú với những nguyên tố phĩng xạ như Urani và Thori, hai nguyên tố này bị phân rã khi chiếu tia alpha và trở thành hạt nhân của đồng vị Heli-4. Do đĩ, tỉ lệ Heli-3 và Heli-4 cao trong mẫu chất lưu cho thấy phần lớn chất lưu
này cĩ từ vỏ trái đất.
Các vùng cĩ núi lửa đều cĩ tỉ lệ Heli cao, nơi các chất lưu thâm nhập qua ranh giới mỏng manh của lớp vỏ bên trong trái đất. Nhưng khi Kennedy và Van Soest nhận thấy những vùng cĩ tỉ lệ Heli cao lại nằm xa khu vực núi lửa, họ đã hiểu rằng chất lưu chắc chắn đã thẩm thấu qua ranh giới mỏng manh này bằng cách khác.
Địa chất của khu vực chính là đầu mối. Vùng bồn xen núi đặc trưng bởi những dãy núi trải dài từ bắc xuống nam bị ngăn cách bởi những thung lũng rộng và tương đối bằng phẳng. Nơi đây từng khối đất đá bị sụt lún được bồi đắp bởi những lớp trầm tích bị ăn mịn từ dải núi được nâng lên. Địa hình vùng bồn xen núi xen kẽ là kết quả của quá trình mở rộng vỏ trái đất từ đơng sang tây xảy ra vào khoảng 30 triệu năm trước. Đây là nơi cĩ lớp vỏ trái đất gần như mỏng nhất thế giới nên đã gây ra hiện tượng nhiệt Gradient cao bất thường.
Bề mặt của dãy núi tại vùng bồn xen núi đã hiển thị rõ ràng các phay bình thường, tức là các dãy núi bị tách xa nhau do sự mở rộng của vỏ trái đất. Các phay này tạo thành những con đường dốc nằm sâu bên trong lớp vỏ ngồi dễ vỡ. Nhưng khi trục chính của phay chạm vào vỏ mềm bên trong, thay đổi mật độ và tính dẻo của đá làm khúc xạ quy luật của lực tác động lên phay, làm trục phay nằm ngang hơn. Chính từ các phay sâu và cĩ xu hướng nằm ngang này nên Kennedy đã nghĩ rằng con đường thẩm thấu cĩ thể thâm
nhập từ ranh giới mỏng manh vào vỏ trái đất.
Một trong những khu vực cĩ hoạt động địa chấn mạnh mẽ tại vùng bồn xen núi xảy ra được gọi là vành đai địa chấn trung tâm Nevada. Các nghiên cứu chi tiết của họ tại khu vực này chủ yếu là hệ thống nhiệt của thung lũng Dixie nằm bên cạnh dãy Stillwater, đã chứng minh rằng tỉ lệ Heli cao nhất cĩ trong chất lưu bắt nguồn từ hệ thống phay mặt
trước dãy Stillwater.
Vùng bồn xen núi phía bắc mà Kennedy và Van Soest đã nghiên cứu đại diện cho cơ quan DOE về Khoa học năng lượng cơ bản và cơ quan Cơng nghệ địa nhiệt trải dài qua 5 bang: California, Nevada, Oregon, Idaho và Utah. Trong nghiên cứu, họ đã vạch ra sự tiến triển đều đặn từ tỉ lệ Heli thấp ở phía đơng đến tỉ lệ cao ở phía tây. Tỉ lệ tăng tương đồng với tốc độ tăng và sự thay đổi chiều hướng mở rộng của vỏ trái đất, từ hướng đơng tây qua vùng bồn xen núi thành hướng tây bắc.
Sự thay đổi về tốc độ và hướng phản ánh biến dạng trượt thêm vào do tác động của xu hướng vận động về phía bắc của thềm Thái Bình Dương qua thềm Bắc Mỹ. Kenneday và Van Soest tin rằng thành phần thêm của biến dạng trượt và tỉ lệ mở rộng đang gia tăng mở ra con đường cho chất lưu đi qua lớp vỏ mỏng bên trong đến vỏ bên ngồi trái đất. Tỉ lệ đồng vị Heli cao được tìm thấy đã hứa hẹn nguồn năng lượng địa nhiệt tiềm tàng cộng với xu hướng bối cảnh chung: vùng cĩ tỉ lệ cao khác thường cĩ độ thấm trên trung bình.
“Chúng tơi chưa bao giờ chứng kiến một mối liên hệ rõ ràng đến thế giữa dấu hiệu địa hố của bề mặt trái đất với các hoạt động kiến tạo, cũng như chưa bao giờ cĩ thể xác định độ thấm sâu từ bất kì phương pháp bề mặt nào”, ơng Kennedy nĩi. Các mẫu vật lấy được từ bề mặt trái đấy đã mở đường cho họ để nghiên cứu cấu trúc của lớp đất đá nằm sâu bên dưới mà khơng cần khoan đục.
Khi việc tìm kiếm các nguồn năng lượng tái tạo khơng sản sinh khí nhà kính đang là một vấn đề khẩn thiết thì địa nhiệt là nguồn năng lượng lý tưởng – “nguồn năng lượng tự tái tạo tốt nhất chỉ đứng sau nắng mặt trời”, ơng Kennedy nĩi. Nguồn năng lượng địa nhiệt đang được khai thác ở Hoa Kì, trừ bang Alaska và Hawaii, đã sản xuất khoảng 90 nghìn triệu triệu kilowat một giờ, gấp 3000 lần tổng tiêu thụ năng lượng hàng năm của quốc gia này. Xác định tỉ lệ Heli bằng phương pháp bề mặt là một cách thiết thực để định vị một nguồn năng lượng mới đầy triển vọng.