Priredila: Milica Radaković
Island je ostrvska država u Atlantskom okeanu, i osamnaesto ostrvo po veličini u svetu. Nalazi se između Norveškog i Grenlandskog mora. Najbliže države su mu Velika Britanija, Danska (Grenland) i Norveška. Od Grenlanda ga deli 290 km okeana, a Farska ostrva su udaljena 420 km. Matematički položaj je 64°49' severne geografske širine i 17°59' zapadne geografske dužine. Zauzima površinu od 103.001 km². Iako je udaljen od Evrope, računa se njenim delom zbog kulturne i političke povezanosti.
Island ima veoma razuđenu obalu dužine skoro 5.000 km sa mnogo fjordova. To je arhipelag sa oko 30 manjih ostrva. Arktički krug zahvata najsevernije ostrvo Grimzi. Island je geološki veoma aktivan jer se nalazi na granici Severno Američke i Evro-azijske tektonske ploče. Najpoznatiji vulkani su Hekla, Eldgja, Herdubreid i Eldfel. Klima je umerena zbog severno Atlantske struje, sa vetrovitim zimama i hladnim letima, i nije pogodna za naseljavanje unutrašnjosti ostrva, pa se gradovi nalaze uz obalu. Prosečna nadmorska visina Islanda je 557 m, a najviši vrh je Hvanadalshnukur 2110 m. Island ima tri nacionalna parka.
Naseljen je tek u devetom veku, kada se prvi put oplovilo oko njega i dokazalo da je ostrvo. U trinaestom veku je postao deo Norveške krune, a kasnije Danske monarhije. Tek 1918. godine je postao Kraljevina Island a 1944. godine republika. Danas Island ima 95 opština, 23 okruga, i 8 regiona. Svi stanovnici su pismeni (oko 335.000). Glavni grad je Rejkjavik, sa populacijom od skoro 200.000 ljudi. Nalazi se severno od 64°, što je veća geografska širina od Osla, Stokholma i Helsinkija. To je najsevernija prestonica na svetu. On počinje da se razvija tek kad je proglašen prestonicom. Etnički gledano, stanovnici su keltskog ili normanskog porekla, a govore islandskim jezikom, ali su im bliski i nordijski jezici (https://www.cia.gov/library/publications/the-world-factbook/geos/ic.html).
Slika 1. Karta geografskog položaja Islanda
Glavni način transporta u Islandu je automobilski saobraćaj. Postoji put dug 13.000 km koji spaja velike gradove na obali. Avio saobraćaj je bitan za prekookeanske letove jer spaja Evropu i Severnu Ameriku. Na teritoriji Islanda postoji više lokalnih aerodroma koji su napravljeni zbog evakuacije u slučaju erupcije vulkana.Zbog svog položaja između istoka i zapada, vlada je ocenila da Island ne može voditi neutralnu politiku. Članica je NATO pakta koji tu ima važnu vojnu bazu Keflavik i prati kretanja svih brodova i podmornica na tom delu Atlantskog okeana (Dumbović, 1981).
Geološke karakteristike Islanda
Island je izgrađen od mladih stena. Unutrašnje nenaseljeno područje je izgrađeno od paleogenih i neogenih bazalta, koji su prekriveni još mlađim izlivima lava. Bazalti prekrivaju oko 90 % površine Islanda. Čini se da su na dodir mekani, ali ustvari su prekriveni lišajevima koji bujaju u vegetacionom periodu. Na Islandu preovladavaju dve boje, crna- zahvaljujući vulkanskim stenama, i bela- boja lednika. Geološke karakteristike su inspirisale i zastavu Islanda na kojoj crvena predstavlja vulkanizam, plava okean, a bela lednike (Dumbović, 1981). Zgrada parlamenta je izgrađena od bazaltnih stena.
Island je jedini deo Srednjeokeanskog grebena koji je iznad nivoa mora. Debljina Zemljine kore je predstavljena na Slici 2. Vidi se da je veći deo Islanda u narandžasto-crvenim nijansama što odgovara debljini od 20-25 km. Na istoku ostrva se nalazi kora moćnosti 40km. Ovo se smatra delom Grenlanda koji je ostao na Evroazijskoj ploči, ili mikropločom koja je prekrivena moćnim slojevima nove, bazaltne lave (Foulger, 2003). Na slici je takođe brojevima predstavljena starost procesa divergencije, koja kreće sa obale Grenlanda pre 60 miliona godina, i razdvaja ga od Farskih ostrva. Bela linija predstavlja putanju vruće tačke. Toplota se u Zemljinom mantlu kreće ka površini i hladi se. Termalni gradijent iznosi u proseku 25-30 °C/km. Geotermalne bušotine su duboke oko 3 km, što znači da im je temperatura oko 100 °C.
Vulkanska zona se prostire od jugozapada ka severoistoku. Dve trećine populacije živi na jugozapadnom delu ostrva koje je bogato geotermalnom energijom. Preko 250 mesta sa niskotemperaturnom geotermalnom energijom i 600 izvora termalnih voda je otkriveno do danas na tom potezu. Postoji bar 26 vrelih polja iz kojih para izlazi direktno na površinu, i koja su povezana sa aktivnim vulkanima (Ragnarsson, 2000).
Koliko je vulkanizam aktivan govori podatak da je u submarinskoj erupciji u arhipelau Vestmanajer južno od Islanda nastalo novo ostrvo Surtsi nadmorske visine 170m (ime po Islandskom bogu podzemlja) 1963. godine (Dumbović, 1981).
Postvulkanske pojave su svuda na Islandu. Postoje izvori vrućih voda, fumarole i gejziri. One predstavljaju veliki turistički potencijal. Rejkjavik je reč koja u bukvalnom prevodu znači zaliv koji se puši.
Slika 2. Debljina okeanske i kontinentalne kore oko Islanda
Izvor: Trond at al, 2015
Srednjeatlanski greben se ne prostire pravom linijom kroz Island. Iako je poluostrvo Rejkanes produžetak Srednjeatlanskog grebena, nikad nije objašnjeno zašto se tu greben prelama i nastavlja pod drugačijim uglom (Bramder, 1974). Prečesta aktivnost vulkana na Islandu, kao i deblja kora u odnosu na ostatak Srednjeatlanskog grebena je dovela do zaključka da postoji perjanica u spoljašnjem mantlu. Ako bi se presekla Zemlja tako da seče Island, dobila bi se Slika 3. Dubina profila je 2500 km što odgovara granici unutrašnjeg mantla. Vidi se da postoji veza Islandskog vulkanizma sa materijalom koji dolazi iz dubine donjeg mantla. Severnoamerička ploča se od Evroazijske odvaja 1,8 cm godišnje. To objašnjava divergenciju ove dve ploče. Istu crvenu mrlju na profilu ima Istočna Afrika, gde je aktuelan proces širenja rovova, odnosno riftinga (Scott, 2015).
Slika 3. Presek Zemlje do 2500km, do spoljašnjeg jezgra i položaj Islanda
Izvor: Scott, 2015
Slika 4. Geološka građa Islanda
Geotermalna energija Islanda
Island nema nalazišta uglja, pa je iskorišćavanje geotermalne energije ključno za život na tom ostrvu.
Korišćenje energije
Geološke karakteristike vezane za lokaciju na Srednje atlantskom grebenu su obezbedile Islandu puno geotermalnih resurasa. Korišćenje geotermalnih voda za kućno grejanje i drugo direktno korišćenje je počelo u dvadesetom veku. Zagrevanje prostora je najrasprostranjenija primena, a geotermalna energija pokriva čak 90 % energije koja se za to utroši. U Rejkjaviku ona snabdeva celu gradsku populaciju i 67 % populacije Islanda. Ona se koristi i za zagrevanje bazena, topljenje snega, industrijska postrojenja, staklenike i uzgajanje ribe.
U urbanim delovima Islanda postoji oko 30 odvojenih geotermalnih grejnih sistema, a u ruralnim oko 200 manjih i koriste se uglavnom za farme. U privredi se ona koristi za sušenje morskih trava, dobijanje morske soli iz okeana i sušenje ribe. Temperatura za suženje morske trave se od početnih 107 °C mora sniziti na 50 °C. Godišnja proizvodnja je oko 4000 tona od kako se krenulo sa proizvodnjom 1976. godne. Farme riba u Islandu godišnje proizvedu 7000 tona ribe, od toga je 70 % losos. Geotermalna energija zagreva mrestilišta i bazene. U njima se temperatura povećava za 12 °C kako bi lososi dostigli svoj puni rast, iako je originalna temperatura vode koja se koristi za zagrevanje do 50°C (Ragnarsson, 2000).
Od 175 bazena za plivanje na Islandu veliki broj je na otvorenom, a 150 je geotermalno zagrejanih. Od kad je naseljen, topla voda se koristila za kupanje, pranje odeće i kuvanje. Plivanje je veoma popularan sport što govori deset otvorenih i tri zatvorena bazena u Rejkjaviku. U najtoplijem voda ima 42 °C.
Efekat geotermalne energije na topljenje snega u glavnom gradu se prostire na 1200 km². Ovakav tip upotrebe se razvio sa plasiranjem na tržište plastičnih cevi koje su mogle da izdrže veliku toplotu. Kad su se nameštale ispod ulica, njihova prva namena je bila da zagreju kuće, ali se i sneg neplanirano počeo topiti. Potrošena voda iz kuća je imala temperaturu oko 35 °C i koristila se kao antifriz za parkinge. Današnji sistemi cevi kombinuju iskorišćenu vodu iz domaćinstva i novu vrelu vodu od 80 °C.
Emisije ugljen dioksida iz fabrika se koriste za pravljenje metanola koji se meša sa benzinom, kao gorivo za kola. Korišćenje geotermalne energije a ne fosilnih goriva Islandu svake godine uštedi 100 miliona US$.
Industrijska korišćenja počinju od 1967. godine, kada je napravljena fabrika blizu Namafjala (Namafjall) koja godišnje proizvodi 30 hiljada tona dijatomitskih filtera za izvoz. Geotermalna energija je upotrebljena za sušenje i pečenje dijatomita.
Drvna industrija se takođe oslanja na ovu energiju koja pomaže u sušenju stabala uvezenih iz Kanade. Vruća para se koristi za pranje vune u tekstilnoj industriji i u prehrambenoj industriji za pekare.
Godine 1924. se krenulo sa postavljanjem plastenika na geotermalnim područijima, a danas oni prekrivaju 194 km². U njima se gaji povrće 55 % i ukrasno bilje 45 %. Najveći deo plastenika je na južnom delu ostrva. Biljke su zaštićene staklom jer ne bi izdržale vetrovitu klimu. Cevi sa toplom parom prave petlje oko biljaka čime se izbeglo rasipanje i gubitak energije. Ugljen dioksid u plastenicima je iz geotermalnih fabrika.
U sledećoj tabeli je data glavna podela korišćenja geotermalne energije Islanda, kapacitet u termalnim mega vatima [MWt] i godišnja potrošnja energije u tera džulima [TJ/yr]:
Tabela 1. Upotreba geotermalne energije Islanda 2015. Godine (Izvor: John, 2015)
Proizvodnja električne energije
Krafla
Krafla je elektrana na severu Islanda. Vrelo geotermalno polje u kalderi Krafla vulkana je formirano pre oko 105 godina. Najstarije stene na površini su stare 0.24 Ma. Od 1975-1984. godine bilo je 9 erupcija. Eksploatacija geotermalne energije je počela 1970. godine. Posle prvih bušotina počeli su problemi zbog vulkanske aktivnosti, pa je ceo sistem premešten na malo dalje polje. Dve godine pre toga taj deo Islanda je bio vulkanski aktivan i uz pomoć S talasa se otkrilo da je magma na 3 kilometra ispod (Steinthrsson, 1981). Dve turbine od po 30 Mwe su postavljene ali zbog nedovoljnog snabdevanja parom je radila samo jedna. Deficit pare se desio zbog vulkanske aktivnosti u okolini, što je izazvalo zagađenje geotermalnih voda vulkanskim gasovima. Zbog silikata i gvožđa koje je voda nosila bunari su korodirali. Dvadeset godina kasnije se krenula praviti druga turbina. Na kraju prošlog veka je Krafla proizvodila 60 Mwe. Oko Krafle se nalaze dve grupacije pukotina. Njihova aktivnost se smenjuje na svakih nekoliko hiljada godina. Rifting i vulkanizam se pomerio na današnje mesto pre oko 3000 godina. Na drugoj grupi pukotina su sada hladni izvori. Geotermalno polje se prostire WNW-ESE preko kaldere. Podeljeno je na više manjih polja (Leirbotnar, Sudurhlídar,Vesturhlídar, Sandabotnar, Hvíth olar, Vestursvædi, Leirhnúkur). U Leirbotnaru su bušotine dubine do 1400 m, gde u plićim slojevima ima vode sa sulfatima temperature do 220 °C, a u dubljim je temperatura 300 °C i ima hlorida. Polje Hvit ima bušotine dubine 1000 m sa hloridima kao glavnim anjonima. Sandabotnar, Sudurhlidar i Vesturhlidar imaju i tečnu i gasovitu fazu vode, takođe sa hloridima. U svim vodama je pH neutralna. Neki od minerala koji prate ove vode su: albit, klinohlor, epidot, hematit, muskovit, paragonitm pirit, kvarc i rodonit. Hemijski sastav ovih voda se proučavao još u devetnaestom veku, jer je bio zanimljiv zbog lokalne vulkanske aktivnosti (Ármannsson, 2016).
Kada se 2009 godine krenulo sa IDDP (Iceland Deep Drilling Project) projektom mašine su slučajno, u potrazi za superkritičnim stanjem vode, naišle na magmu koja ih je istopila. Hteli su da dostignu dubinu od 4km ali je magma bila na 2 km. Tada je nastala ideja o upumpavanju vode u zemlju, tamo gde se zna da postoji magma u blizini, kako bi se veštački napravilo superkritično stanje. Superkritično stanje ima voda koja je pod tolikim pritiskom u Zemlji, da i pored porasta temeprature ne može da ispari (374 °C). To se ostvarilo 2011. godine kada su napravili bušotinu do malo iznad magme i time postigli temperaturu upumpane vode 500 °C, i stvarala se struja od 35 MW. Dve godine kasnije, nastao je prvi problem kada mašine nisu mogle da izdrže toliku temperaturu. Danas se traga za materijalima koji bi mogli da izdrže ekstremnu lokaciju blizu aktivnih vulkana, gde se može očekivati ovakvo stanje vode (Palsson at all, 2013).
Nesjavelir
Geološka podloga Nesjavelira je okarakterisana slojevima bazalta formiranih za vreme interglacijala i hialoklastita formiranih ispod glečera. Glavna arteška izdan je na 1000-1500 m dubine i ima temperaturu od 260-290 °C, sa maksimumom od 380 °C. Bušotine se mogu podeliti u 3 grupe. Prvu čine one koje najviše proizvode, drugu one čija je temperatura do 270 °C, i treća ima temperaturu od 220-260 °C. Voda u Nesjaveliru je bogata karbonatima, hidrogen sulfidom i siromašna hloridima (Ármannsson, 2016). Nesjavelir radi od 1990. godine. Napravljen je da snabdeva Rejkjavik od koga je udaljen 27 km. Osam godina kasnije su dodate dve turbine od 30 Mwe i pet bušotina, pa se proizvodnja povećala na 200 MWt, a temperatura na 190 °C. Ova nadogradnja je Island koštala 56 miliona US$.
Svartsengi
Bušenja u Svartsengiju su počela u novembru 1971. godine kada je iskopana bušotina duboka 240 metara. Na toj dubini je temperatura bila 200 °C. U prvoj fazi eksploatacija se vršila iz 3 bušotine, gde je najdublja bila 402 m. Danas postoji 6 elektrana, a poslednja je podignuta 2008. godine (Ármannsson, 2016). Svartsengi geotermalni kompleks se nalazi na poluostrvu Rejkjanes (Slika 8.). U njoj radi 15.000 ljudi. Temperatura mu je 240 °C, a salinitet vode oko 20 ‰. Dodala mu se turbina od 30 Mwe, 4 nove bušotine, a proizvodnja vode je porasla za 75 MWt. Ukupna izgradnja je koštala 37 miliona US$. Današnja proizvodnja struje je 200 MWt. Voda se izbacuje u lokalna jezera koja se zovu Plava Laguna, gde se leče bolesni ljudi a dolaze i turisti. Godišnje ovu elektranu poseti 170,000 turista što je čini jednom od glavnih atrakcija Islanda. Danas su tu hotel sa restoranima, bazeni sa blatom i bazeni na zatvorenom.
Uticaj geotermalne energije Islanda na okolinu
Geotermalna energija je obnovljivi vid energije, ali njeno korišćenje ima posledice na okolinu. Prvenstveno se misli na fizički, socio-ekonomski, hemijski i biološki uticaj. U Islandu se taj uticaj meri još od 1990. godine. Ovde će biti navedeni osnovni problemi:
- Klizišta se mogu pojaviti na poljima gde se eksploatiše energija. Ona su izgrađena od vulkanskih stena kao što je plovućac, koji menja svoja svojstva sa termičkom promenom. Postoje primeri direktne povezanosti stvaranja klizišta tokom rada geotermalnih fabriika.
- Izmena pejzaža se odnosi na građenje fabrika na mestima koja su turistički bitna zbog prirodne lepote te zemlje. Najbolji primer je Plava Laguna kao simbol Islanda. Njena voda je krenula prirodno da otiče, a nakon otvaranja fabrike Svartsengi koja je tu izbacivala svoju vodu, jezero se neočekivano mnogo proširilo.
- Povlačenje podzemne vode zbog povećanja temperature, uzrokuje da na mestima gde je nekad bio izvor, danas imamo fumarole (mesta na kojima izbija vrela vodena para).
- Naglo povlačenje vode iz Zemlje može uzrokovati zemljotrese, i nestabilno zemljište, zbog toga je rešenje iskorišćenu vodu vraćati natrag u zemlju.
- Tonjenje zemljišta se dešava kada je gubitak vode veći od prirodnog punjenja podzemne vode, pa se zemlja ugiba. U Svartsengiju ono iznosi 1 cm godišnje. Do danas se cela oblast spustila za 30 cm.
- Buka koja se dobija bušenjem dostiže 120 dB, a ima raspon od 2-4000 Hz.
- Ispuštanje gasova može da utiče na lokalnu klimu ako se ispuštaju direktno u atmosferu; i na biodiverzitet ukoliko se ispuštaju u reke, potoke ili jezera. Glavni zagađivači su vodonik- sulfid, arsen, živa, olovo, gvožđe, cink, magnezijum, liitijum i amonijak.
- Emisije gasova su dovele do protokola u Tokiju, tako da danas zemlje koje su ga potpisale moraju da poštuju njihovo ispuštanje. Dokazano je da se samo mali procenat vodonik sulfida koji se ispušta u Islandu, pretvara u sumpor dioksid koji uzrokuje kisele kiše.
- Izgradnja geotermalnih bušotina zahteva velika novčana ulaganja
Već 1991. godine se krenulo sa projektima za zaštitu prirodne sredine. Oni uključuju merenje emisije gasova, temperature tla, mikroseizmizma, nivoa podzemnih voda, upoređivanje tih rezultata sa rezultatima u drugim državama i vraćanje iskorišćene vode natrag u zemlju (Kristmannsdottir, 2003).
Literatura:
Ármannsson, H. (2016). The fluid geochemistry of Icelandic high temperature geothermal areas. Applied Geochemistry; 66: 14-64.
Bramder, J. (1974). Evidence for Two Possible Relationships between Observable Surface Deformation and Geothermal Activity. International Institute for Geothermal Research; 4.
Dumbović, V. (1981). Island- geografska obeležja. Zagreb: Geografski horizont; 10.
John, W, Tonya, L. (2015). Direct Utilization of Geothermal Energy 2015 Worldwide Review. USA: Oregon Institute of Technology; 31.
Kristmannsdottir, H., Armannsson, H. (2003). Environmental aspects of geothermal energy utilization. Reykyavik: Universtiy of Akureyri; 11.
Mortensen, K.A. (2013). Geological mapping in volcanic regions: Iceland as an example. Reykjavík: ISOR – Iceland GeoSurvey.
Palsson, B., Holmgeirsson, S., Gudmundsson, A., Boasson, H., Ingason, K., Sverrisson, H., Thothallsson, S. (2013). Drilling of the well 1 IDDP. Reykyavik: Elsevier; 8.
Ragnarsson, A. (2000). Geothermal development in Iceland 1995-1999. Reykyavik: Grensasvegur; 13.
Scott, W., Romanowicz, B. (2015). Broad plumes rooted at the base of the Earth's mantle beneath major hotspots. Nature 525; 2015.
Steinthrsson, S., Sveinbjornsdottir, A.E. (1981). Opaque minerals in geothermal well no. 7, Krafla, Northen Iceland. Belgium: Elsevier Scientific Publishing Company; 17.
Trond, H., Amundsend, H., Trønnes, R., Doubrovine, P., Gaina, C., Kusznirf, N., Steinberger, B., Corfu, F., Ashwalc, L., Griffin, W., Werner, S., Bjørn, J. (2015). Continental crust beneath southeast Iceland. USA: PNAS; 10.
Foulger, G. R., Anderson, L. (2003). A cool model for Iceland hotspot. USA: Journal of volcanology and geothermal research 141; 22.
Fridleifsson, I.B., Bertani, R., Huenges, E., Lund, J. W., Ragnarsson, A., Rybach, L. (2008). The possible role and contribution of geothermal energy to the mitigation of climate change. Luebeck: IPCC Scoping Meeting on Renewable Energy Sources; 36.
https://www.cia.gov/library/publications/the-world-factbook/geos/ic.html
