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KMT, un projet ambitieux en Islande // KMT, an ambitious project in Iceland

Dans deux notes publiés le 28 septembre 2021 et le 22 janvier 2024, j’expliquais qu’un nouveau projet – Krafla Magma Testbed (KMT) – est en cours de développement en Islande.

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2021/09/28/voyage-au-centre-de-la-terre-journey-to-the-centre-of-the-earth-3/

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2024/01/22/islande-la-geothermie-au-coeur-dun-volcan-iceland-geothermy-at-the-heart-of-a-volcano/

Un article publié le 23 mars 2024 sur le site Iceland Monitor nous informe que deux des principaux objectifs du projet sont « d’améliorer considérablement les prévisions des éruptions volcaniques dans le monde et de concevoir de nouvelles méthodes plus économiques pour la production d’énergie géothermique. »
La société KMT vise à construire dans les années à venir un centre de recherche international de recherche en matière de volcanisme et d’énergie dans la région du Krafla à Þingeyjarsveit. L’idée du projet est née du forage IDDP-1 qui, en 2009, a atteint de manière tout à fait inattendue une poche de magma dans la région du Krafla, à une profondeur de 2,1 km.
L’équipement utilisé en 2009 n’était pas capable de résister à la chaleur, à la pression et à la corrosion à proximité du magma, mais des informations importantes ont été recueillies au niveau du forage avant sa fermeture. Les scientifiques ont pu déterminer l’emplacement exact d’une chambre magmatique, une première mondiale, et le forage s’est avéré dix fois plus puissant que les forages traditionnels déjà réalisés dans la région du Krafla.
Quinze ans après le forage de 2009, l’objectif est de récidiver avec une nouvelle technologie mise au point par la société KMT.
Voici une vidéo de KMT (en anglais) expliquant le projet et ses ambitions :
https://youtu.be/Bf-yA_L8mZA

Photos: C. Grandpey

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In two posts released on September 28th, 2021 and January 22nd, 2024, I explained that a new project – Krafla Magma Testbed (KMT) – is being developed in Iceland.

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2021/09/28/voyage-au-centre-de-la-terre-journey-to-the-centre-of-the-earth-3/

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2024/01/22/islande-la-geothermie-au-coeur-dun-volcan-iceland-geothermy-at-the-heart-of-a-volcano/

An article published on March 23rd, 2024 on the website Iceland Monitor informs us that two of the main goals of the project are « to greatly improve global volcanic eruption predictions and design new and more cost-effective methods for the energy production of geothermal energy. »

KMT aims to build an international research center for volcanic and energy research in the Krafla area in Þingeyjarsveit in the coming years. The idea for the project stems from the Icelandic deep-water drilling project IDDP-1, where they unexpectedly drilled into magma at Krafla at a depth of 2.1 km in 2009.

The equipment used in IDDP-1 in 2009 was not able to withstand the heat, pressure, and corrosion closer to the magma but important information was gathered from the borehole before it was closed. Scientists were now able to determine the exact location of a base magma chamber, which is considered unique worldwide, and the borehole was found to be ten times more powerful than traditional production boreholes in Krafla.

Now fifteen years after the unexpected drilling of magma in Krafla, the aim is to do so again with a new instrumentation that KMT is developing.

Here is a video from KMT explaining the project and its ambitions:

https://youtu.be/Bf-yA_L8mZA

Dépêchez-vous de profiter de la nature sauvage à Krýsuvík (Islande) ! // Hurry up to enjoy wild nature in Krýsuvík (Iceland) !

Krýsuvík est une zone géothermale bien connue sur la péninsule de Reykjanes. Comme beaucoup d’autres sites à proximité, elle se trouve sur la dorsale médio-atlantique. La zone englobe plusieurs sites géothermaux parmi lesquels Seltún est le plus visité par les touristes. Des sentiers en bois ont été installés afin de parcourir ce lieu en toute sécurité parmi les fumerolles, les sources d’eau bouillante et les marmites de boue.
Krýsuvík sera peut-être la solution pour résoudre une pénurie d’eau chaude dans la région de Reykjavik dans les prochaines années. Dans ce but, il existe un projet de construction d’une centrale géothermique à Krýsuvík. L’idée a été suggérée par un groupe de travail nommé par la ville de Hafnarfjörður, et dont la mission était d’étudier l’utilisation potentielle de la zone de Krýsuvík.
Le rapport du groupe de travail indique que la faisabilité de la construction d’une centrale géothermique doit être analysée, en prenant en compte la rentabilité d’une telle centrale qui produirait jusqu’à 100 mégawatts (MW) d’électricité et jusqu’à 300 mégawatts thermiques (MWth) d’eau chaude.
Le groupe de travail souligne qu’avant d’entreprendre un tel projet, les habitants de la région devront recevoir une présentation détaillée de ses avantages et inconvénients. La construction d’une centrale électrique à Krýsuvík a longtemps été dans les tuyaux. La compagnie d’électricité HS Orka a obtenu une licence de recherche concernant l’utilisation possible de l’électricité.
En plus de souligner la possibilité d’une station géothermique, le groupe de travail insiste sur l’importance d’améliorer les installations touristiques dans la région. Il faudrait améliorer la route, aménager un parking et une plate-forme d’observation, avec éventuellement un restaurant à proximité de la plate-forme.
Source : Iceland Monitor.

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Krýsuvík is a geothermal area located on the Reykjanes peninsula. Like many other sites nearby it is located on the Mid-Atlantic Ridge. The area consists of various geothermal fields among which Seltún is the most popular among tourists. Wooden pathways have been installed which allow to safely walk between the numerous fumaroles and mud pots with their boiling water.

Krýsuvík might be a future solution to solve a future shortage of hot water in the capital area. There is a project consisting in building a geothermal power station on the site. the idea has been suggested by a task force appointed by the town of Hafnarfjörður to analyze potential utilization of the Krýsuvík area.

The task force’s report states that the feasibility of building a geothermal power plant must be analyzed, looking at the potential profitability of building a power station that would produce up to 100 MW of electricity and up to 300 MWth of hot water.

The task force emphasizes that before any such project were to be undertaken, residents would first have to be given a detailed presentation of its pros and cons. Building a power plant in Krýsuvík has long been a potential project. The power company HS Orka has obtained a research license in the area regarding possible power utilization.

In addition to pointing out the possibility of a geothermal station, the task force stresses the importance of improving facilities for tourists in the area. That includes the need for an improved road, a parking lot and observation platform and even a restaurant near the platform.

Source: Iceland Monitor.

Photos: C. Grandpey

Voyage au centre de la Terre // Journey to the centre of the Earth

Comme je l’ai souvent écrit sur ce blog, nous connaissons plein de détails sur la surface d’autres planètes comme Mars, Jupiter ou Vénus, mais nous ne savons que très peu de choses sur le fond de nos océans, et encore moins sur la structure interne de notre propre planète. En particulier, nous n’avons jamais observé le magma sous la surface de la Terre. Un projet sur le point de débuter en Islande pourrait contribuer à améliorer nos connaissances dans ce domaine.
Le site choisi pour ce projet est Víti, un petit cratère avec un lac à l’intérieur, dans la caldeira de 10 kilomètres du volcan Krafla, dans le nord-est de l’Islande.
En 2009, un forage dont le but était de faire remonter de l’eau chaude pour l’énergie géothermique dans cette région de l’Islande a accidentellement percé une chambre magmatique dont personne ne soupçonnait l’existence. L’incident a provoqué l’émission d’un puissant panache de vapeur et d’éclats de verre volcanique. Le forage a créé le puits géothermique le plus chaud de tous les temps, jusqu’au jour où le tubage s’est brisé. Les échantillons de verre volcanique collectés ont laissé supposer que le magma était non seulement liquide, mais aussi qu’il circulait. Mais peu de choses ont été révélées sur la taille de la chambre magmatique ou sur sa durée d’existence.
Avec le nouveau projet, les chercheurs vont utiliser un équipement plus robuste et créer le seul pôle d’observation du magma dans le monde. Les résultats obtenus pourraient expliquer comment le magma se déplace à travers la croûte, mais aussi améliorer la prévision éruptive. Ils pourraient également apporter une lumière sur la formation et la croissance des continents.
Le projet baptisé Krafla Magma Testbed (KMT) est financé par l’International Continental Scientific Drilling Program. Avec ce soutien, ainsi que plusieurs millions de dollars de financement d’organismes islandais et d’autres agences scientifiques européennes, le projet vient d’entrer dans sa phase de préparation.. Le premier forage, d’un coût de 25 millions de dollars, pourrait commencer dès 2023.
Comme ils n’ont pas la possibilité d’étudier directement le magma dans les profondeurs de la Terre, les volcanologues s’appuient sur les mesures de surface des sismomètres, des capteurs GPS et des satellites radar pour essayer de deviner ses mouvements. Ils peuvent examiner d’anciennes chambres magmatiques solidifiées, mais ces restes géologiques ne fournissent pas suffisamment d’éléments. Ils peuvent étudier la lave à la surface, mais les échantillons qu’ils collectent ont perdu la plupart des gaz qui provoquent les éruptions et dont dépendent la température, la pression et la composition d’origine du magma. Les cristaux, les inclusions et les bulles dans la lave durcie contiennent toutefois des indices sur son état d’origine. Un échantillon de la chambre magmatique du Krafla indiquera aux chercheurs si ces estimations sont vraiment fiables. Obtenir un tel échantillon révélera également la vraie nature de la chambre magmatique.
Le projet KMT pourrait permettre de répondre aux questions de base sur la matière première de la croûte continentale. Les fonds marins dans le monde et une grande partie de l’Islande prennent forme à partir de magma basaltique, c’est à dire à peu près la même substance qui existe dans le manteau. Mais les roches granitiques des continents se forment à partir d’un magma rhyolitique riche en silice qui se trouve probablement sous le site du projet KMT. Personne n’est sûr de l’origine du magma qui forme les continents ; on pense que le magma basaltique altéré par l’eau de mer est soumis à une nouvelle fusion et finit par être émis par les volcans sous forme de rhyolite. Des échantillons de rhyolite provenant d’Islande – où le basalte est majoritaire – pourraient fournir une fenêtre sur le fonctionnement de ce processus dans le monde.
Un but du projet KMT est de collecter plusieurs échantillons au fil du temps et d’intégrer des capteurs dans et à proximité du magma pour mesurer la chaleur, la pression et même la chimie malgré des températures supérieures à 1000°C. Les partenaires de forage de KMT testent des techniques qui pourraient permettre au revêtement en acier du puits de se dilater et de se contracter en cas de chaleur extrême. D’autres partenaires développent une électronique innovante pour résister à la chaleur et à la pression. Une telle technologie pourrait un jour être utilisée sur Vénus.
Ces innovations technologiques pourraient également profiter aux nombreuses entreprises islandaises qui s’investissent dans l’énergie géothermique. Se rapprocher d’une poche magmatique pourrait augmenter considérablement le potentiel énergétique des puits individuels, comme on a pu le voir avec le puits foré 2009 qui, à lui seul, aurait pu alimenter une petite ville.
Il est probable que les grandes quantités d’eau injectées dans le puits pour refroidir et lubrifier la foreuse perturberont un peu le système volcanique, et les géophysiciens surveilleront de près l’évolution du forage. Il ne faudrait pas que l’entreprise déclenche une éruption!

Les changements dans la vitesse des ondes sismiques après le forage pourraient donner des indications sur l’étendue du magma. L’observation de ces changements subtils pourrait également aider à prévoir les futures éruptions rhyolitiques. Bien que les scientifiques aient progressé dans la détection des signes avant-coureurs d’une éruption volcanique, il reste beaucoup à faire car les fausses alertes sont nombreuses.
Source : Adapté d’un article publié sur le site Science.org.

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As I often wrote on this blog, we know details about the surface of other planets like Mars, Jupiter or Venus, but we know very little about the bottom of our oceans or about the inner structure of our own planet. In particular, we have never observed magma below the Earth’s surface.A project about to start in Iceland might help to improve our knowledge in that field.

The site of the research is the Víti crater, a small craterfilled with a lake within Krafla volcano’s 10-kilometre caldera.

In 2009, drillers trying to tap hot water for geothermal energy in this region of Iceland accidentally pierced a hidden magma chamber. Following a powerful emission of steam and glass shards from quenched magma, the borehole created the hottest geothermal well ever measured, until the casing failed. However, the glassy bits from the 2009 drilling campaign hinted that the magma was not only liquid, but also circulating, interacting with melt lower down. But little was revealed about the magma chamber’s size or how long it had persisted.

This time, researchers are going to use hardier equipment to create the world’s only long-term magma observatory. Results could help explain how magma moves through the crust, while improving eruption forecasts. They could also shed light on how the continents formed and grew.

The project called Krafla Magma Testbed (KMT) is financed by the International Continental Scientific Drilling Program. With that support, along with several million dollars in funding from Iceland and other European science agencies, the project has just entered its preparation phase. The first borehole, costing as much as $25 million, could begin as soon as 2023.

As they are unable to study magma directly, volcanologists rely on surface measurements from seismometers, GPS sensors, and radar satellites to guess its movements. They can examine ancient solidified magma chambers, but those remnants are incomplete,They can study lava at the surface, but the samples they collect have lost most of the trapped gases that drive eruptions and influence the magma’s original temperature, pressure, and composition. Crystals, inclusions, and bubbles in the hardened lava hold clues to its original state. But a sample from the Krafla chamber will tell researchers whether those estimates really reliable. Getting a sample will also reveal the true nature of the magma chamber.

KMT will also help answer basic questions about the raw material of continental crust. The world’s sea floors, and much of Iceland, take shape from basaltic magma, much the same stuff that exists in the mantle. But the granite rocks of the continents form from a silica-rich “rhyolitic” magma that is thought to lie below the KMT site. No one is sure how the continent-forming magma originates; one idea is that basaltic magma gets altered by seawater, remelts, and eventually erupts from volcanoes as rhyolite. Samples of rhyolite from basalt-dominated Iceland could provide a window on how this process works worldwide.

KMT intends to collect multiple samples over time and embed sensors in and near the magma to measure heat, pressure, and even chemistry despite temperatures of more than 1000°C. KMT’s drilling partners are testing flexible couplings that can allow the steel liner of the well to expand and contract with extreme heat. And others are developing innovative electronics to withstand the heat and pressure, which could someday be used on Venus.

The technologies could also benefit Iceland’s many geothermal energy companies. Getting closer to magma could dramatically increase the power potential of individual wells, as was clearly seen with the accidental 2009 well, which on its own could have powered a small city.

The large amounts of water injected to cool and lubricate the drill will likely perturb the volcanic system a bit, and geophysicists will be watching closely. Changes in the speed of seismic waves after drilling could reveal the magma’s extent, Watching these subtle changes could also help with predicting future rhyolite eruptions. Although scientists have made progress at detecting a volcano’s warning signs, false alarms abound.

Source: Adapted from an article published on the website Science.org.

 

Le lac Viti

Géothermie dans la région du Krafla

Dans la caldeira du Krafla

Photos: C. Grandpey

Ice Memory, la mémoire des glaces

La plupart des glaciers à travers le monde perdent du volume en raison du réchauffement climatique. Au rythme actuel, on projette leur disparition totale à la fin du 21ème siècle pour ceux situés en dessous de 3 500 mètres d’altitude dans les Alpes, et 5 400 mètres dans les Andes. Ce phénomène altère irrémédiablement la composition chimique des strates de neige, détruisant ainsi pour toujours le potentiel de ces archives à reconstruire l’histoire de signaux géochimiques en lien avec le climat, les activités humaines, ou encore l’évolution biologique de notre environnement.

Les glaciers sont de véritables sentinelles qui enregistrent de nombreuses données permettant de comprendre et de retracer des phénomènes climatiques et environnementaux sur plusieurs siècles, voire millénaires. Avec leur disparition, ce sont des pages uniques de l’histoire de notre environnement qui disparaîtront à tout jamais. Il y a donc urgence à sauvegarder ces archives particulières de l’Histoire de l’Homme.

C’est le but du projet Ice Memory, une initiative indépendante menée par des glaciologues et paléoclimatologues internationaux qui, en marge de leurs missions professionnelles, ont entrepris de constituer une archive mondiale des glaciers afin de conserver les informations qu’ils renferment pour les futures générations de chercheurs. Ce projet est cependant mis en péril en raison de la fonte accélérée des glaciers.

Le projet Ice Memory prévoit de recueillir sur une vingtaine de glaciers dans le monde deux carottes de glace, dont l’une sera analysée chimiquement et la deuxième stockée à terme dans une archive protégée, creusée dans la glace sur le site de la station italo-française Concordia, en Antarctique. Ce site est un endroit idéal pour la conservation des carottes de glace ; en effet, il y fera encore froid même lorsqu’une grande partie de la couverture glaciaire aura fondu. D’autre part, il s’agit d’une zone pacifiée, consacrée à la recherche, et qui n’appartient à aucun État. Ces échantillons seront la propriété de l’humanité, et une gouvernance pérenne veillera à leur utilisation exceptionnelle et appropriée.
Les coordinateurs du projet espèrent pouvoir y apporter les premiers prélèvements en 2023. Ils seront destinés aux générations futures de chercheurs, afin qu’ils puissent continuer de les étudier malgré le réchauffement climatique, et obtenir de nouveaux résultats grâce aux nouvelles méthodes qui auront cours.

Les analyses réalisées sur les carottes de glace permettent de reconstruire les variations passées du climat, de l’environnement et tout particulièrement de la composition atmosphérique : variations de la température, des concentrations atmosphériques des gaz à effet de serre, des émissions d’aérosols naturels ou de polluants d’origine humaine.

Sur les 20 forages initialement prévus, quatre ont déjà été réalisés avec succès. En 2016, des carottes de 128 mètres ont pu être recueillies sur le Col du Dôme, dans le massif du Mont-Blanc. En 2017, deux carottes de plus de 130 mètres ont été récoltées à plus de 6.000 mètres d’altitude sur le glacier de l’Illimani, en Bolivie. En 2018, deux carottes ont été extraites en Russie sur l’Elbrouz dans le Caucase, puis sur le Belukha dans les montagnes de l’Altaï, en Sibérie, où les chercheurs ont réussi à prélever deux carottes, dont l’une de 160 mètres.

Le cinquième site sélectionné aurait dû être le glacier de Corbassière, sur le massif du Grand Combin, situé à 4.100 mètres d’altitude dans les Alpes occidentales du Valais, mais l’expédition a tourné court. L’équipe de scientifiques qui s’est installée en septembre 2020 sur le glacier n’a pu que constater la rapidité des effets du changement climatique sur la glace.

Source : Ice Memory.

S’agissant des glaciers et de leur fonte, j’aimerais souligner la qualité  de l’émission « Le monde de Jamy » diffusée sur France 3 le 10 mars 2021. Elle a parfaitement mis en évidence la fonte des glaciers, le dégel du permafrost de roche et leurs conséquences sur l’environnement. L’émission peut être revue jusqu’au 9 avril 2021 sur le site de France 3.

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Most glaciers around the world are melting due to global warming. At the current rate, their total disappearance will probably occur at the end of the 21st century for those located below 3,500 metres above sea level in the Alps, and 5,400 metres in the Andes. This phenomenon irreparably alters the chemical composition of the snow layers, thus forever destroying the potential of these archives to reconstruct the history of geochemical signals linked to the climate, human activities, or the biological evolution of our environment.

Glaciers are true sentinels that record numerous data making it possible to understand and trace climatic and environmental phenomena over several centuries, even millennia. With their demise, unique pages in the history of our environment will disappear forever. There is therefore an urgent need to safeguard these particular archives of the History of Man.

This is the goal of the Ice Memory project, an independent initiative led by international glaciologists and paleoclimatologists who, in addition to their professional missions, have undertaken to constitute a world archive of glaciers in order to preserve the information they contain for future generations of researchers. This project is however endangered due to the accelerated melting of the glaciers.

The Ice Memory project plans to collect two ice cores from around twenty glaciers around the world, one of which will be chemically analyzed and the second eventually stored in a protected archive, dug in the ice on the site of the French-Italian station Concordia, in Antarctica. This site is an ideal place for the conservation of ice cores; it will still be cold there even after much of the ice cover has melted. On the other hand, it is a peaceful area, devoted to research, and which does not belong to any state. These samples will be the property of mankind, and sustainable governance will ensure their exceptional and appropriate use.

The project coordinators hope to be able to bring the first samples in 2023. They will be intended for future generations of researchers, so that they can continue to study them despite global warming, and obtain new results thanks to the new techniques.

The analyzes carried out on the ice cores make it possible to reconstruct past variations in climate, the environment and, in particular, the atmospheric composition: variations in temperature, atmospheric concentrations of greenhouse gases, emissions of natural aerosols. or pollutants of human origin.

Out f the 20 holes initially planned, four have already been successfully completed. In 2016, 128-metre cores were collected on the Col du Dôme, in the Mont-Blanc massif. In 2017, two cores over 130 metres were collected at an altitude of over 6,000 metres on the Illimani glacier in Bolivia. In 2018, two more cores were collected in Russia on the Elbrus in the Caucasus, then on the Belukha in the Altai Mountains, in Siberia, where researchers managed to take two cores, one of which was 160 metres long. The fifth site selected should have been the Corbassière Glacier, on the Grand Combin massif, located at an altitude of 4,100 metres in the western Alps of Valais, but the expedition was cut short. The team of scientists who settled on the glacier in September 2020 could only see the rapid effects of climate change on the ice.

Source: Ice Memory.

Regarding glaciers and their melting, I would like to underline the quality of the program « Le monde de Jamy » broadcast on France 3 on March 10th, 2021. It perfectly highlighted the melting of glaciers, the thawing of rock permafrost and their consequences on the environment. The program can be replayed until April 9th, 2021 on the France 3 website.

Photos : C. Grandpey