L'uso del carbone sporco come fonte di calore rende la vita difficile nell'inverno mongolo. I geofisici dell'ETH stanno aiutando a sviluppare l'energia geotermica come alternativa pulita.

Molti europei hanno una visione idilliaca della Mongolia come una terra di vaste, spazi vuoti e natura incontaminata. Ma la verità è più complicata, soprattutto in inverno. Questo è il periodo dell'anno in cui la vita è tutt'altro che idilliaca per le persone che vivono qui. I loro insediamenti sono avvolti in uno spesso, fumo fuligginoso che rende difficile respirare. Gli abitanti affrontano livelli di inquinamento fino a 80 volte superiori ai valori guida specificati dall'Organizzazione mondiale della sanità (OMS), una situazione inaccettabile dato che l'aria sporca provoca gravi problemi di salute tra i residenti locali.

Potenziale sotterraneo

Una via d'uscita da questo dilemma sarebbe smettere di riscaldare le case con stufe a carbone antiquate che rilasciano fumo non filtrato, passare invece alle rinnovabili, fonti di energia pulita. La Mongolia offre molte delle condizioni giuste per raggiungere questo obiettivo, in gran parte grazie al magma caldo nascosto sotto la superficie del paese. Numerose sorgenti termali, alcune delle quali raggiungono temperature fino a 87 gradi Celsius, segnalano la presenza di questa risorsa naturale. La Mongolia utilizza già l'energia geotermica per vari scopi, compreso il riscaldamento delle serre. Però, qualsiasi utilizzo su larga scala di questa fonte di energia richiederebbe molta più acqua di quella che attualmente raggiunge la superficie. Il problema è che l'acqua calda scorre solo lungo alcuni strati sotterranei e senza sapere dove sono, qualsiasi tentativo di scavare in questi preziosi giacimenti geotermici è in definitiva una sorta di azzardo.

Questa è un'esperienza familiare a molte persone locali a Tsetserleg, la capitale della provincia di Arkhangai nella Mongolia centrale. L'acqua portata in superficie dai precedenti progetti di perforazione è stata appena più calda di 40 gradi Celsius. Potrebbe essere accettabile per un bagno caldo, ma non basta per scaldare un'intera città, figuriamoci generare elettricità. Le autorità locali erano quindi scettiche quando i ricercatori dell'ETH hanno suggerito di fare un nuovo tentativo di sfruttare le risorse di energia geotermica della regione su larga scala.

Ma Martin Sar, Professore di Geotermia e Geofluidi nel Dipartimento di Scienze della Terra, e Friedemann Samrock, Assistente senior nel gruppo della Saar, sono fiduciosi che la città possa essere riscaldata con l'energia geotermica. "Le condizioni a Tsetserleg sono ideali, con acqua calda sotterranea, più un sistema di teleriscaldamento esistente per distribuire il calore, " dice Saar. Il sistema è attualmente alimentato da energia proveniente dalla combustione del carbone, ma sarebbe relativamente facile farlo funzionare usando acqua calda da sotto la superficie terrestre.

Campi e fluttuazioni

Saar e Samrock hanno buone ragioni per sentirsi sicuri di poter trovare i punti giusti per accedere a questi serbatoi di acqua sotterranea calda. Il loro piano è di utilizzare la magnetotellurica, un metodo di misurazione geofisica che può essere utilizzato per dedurre esattamente dove si trovano le falde acquifere sotterranee. Questo metodo si basa sul fatto che le variazioni temporali del campo magnetico terrestre inducono correnti parassite in strutture elettricamente conduttive sotto la superficie terrestre. Le fluttuazioni del campo magnetico terrestre possono essere causate da fenomeni come il vento solare e l'attività globale dei fulmini. Il campo elettrico naturale indotto da queste fluttuazioni produce un campo magnetico secondario che, con la giusta attrezzatura di misurazione, può essere misurato e analizzato sulla superficie terrestre. "I dati misurati rivelano le variazioni nella conduttività elettrica dei materiali del sottosuolo. E poiché la conduttività degli strati acquiferi è diversa da quella della roccia secca che li circonda, questa analisi ci dice dove possiamo trovare l'acqua calda, "dice Samrock.

Uno dei vantaggi della Mongolia è che c'è meno rumore elettrico dall'attività umana rispetto a paesi densamente popolati come la Svizzera. Ciò ha favorito la rapida conclusione della prima campagna di misurazione la scorsa estate. I ricercatori sono stati in grado di impostare le loro apparecchiature di misurazione per rilevare le strutture del sottosuolo in un totale di 184 siti diversi. "Stiamo ora analizzando i dati, " dice Samrock. "La prossima estate abbiamo intenzione di eseguire una seconda campagna di misurazioni per dare uno sguardo più approfondito ai siti che riteniamo particolarmente promettenti".

I geofisici dell'ETH hanno un'altra carta vincente da giocare quando si tratta di analizzare i dati, vale a dire la loro collaborazione con il gruppo Earth and Planetary Magnetism, che ha trascorso diversi anni a condurre ricerche in Mongolia. Il gruppo ha sviluppato metodi numerici sofisticati per l'analisi delle strutture del sottosuolo. "Il programma di calcolo dei nostri colleghi ha due punti di forza chiave. Tiene conto della topografia della superficie terrestre, a differenza di altri programmi che la presuppongono semplicemente piatta, e modella correttamente le variazioni di risoluzione causate dalla distribuzione irregolare delle stazioni di misurazione. , "dice Samrock.

Ricerca per lo sviluppo

Eppure questo progetto non riguarda solo la ricerca geofisica, ma anche sul trasferimento della conoscenza. Questo perché fa parte del Programma svizzero di ricerca sulle questioni globali per lo sviluppo, il che significa che riceve un finanziamento congiunto dal Fondo nazionale svizzero per la ricerca scientifica e dalla Direzione dello sviluppo e della cooperazione DSC. Include anche la partecipazione dell'Accademia delle scienze mongola. "Uno dei membri del nostro team è uno studente di dottorato dell'ETH nel mio gruppo, originario della Mongolia, che vi continuerà a lavorare una volta che si sarà diplomato come esperto in questo campo, " dice Saar. "Lasceremo anche le nostre apparecchiature in Mongolia una volta che avremo completato le nostre campagne di misurazione in modo che i geofisici locali possano continuare a cercare acque sotterranee calde in altre aree, anche." Questo potrebbe segnare il preludio a enormi miglioramenti nella qualità dell'aria invernale della Mongolia e, allo stesso tempo, contribuire a ridurre la CO . del Paese ₂ emissioni.