No núcleo da Terra, composto principalmente de ferro e níquel, a temperatura chega a aproximadamente 5.200 graus Celsius, quase cinco vezes mais quente que a lava expelida por vulcões. Esse calor se dissipa através das camadas do planeta até a crosta terrestre, a camada mais externa. O calor interno da Terra tem duas origens principais: o decaimento de elementos radioativos e o calor residual da formação violenta do planeta há bilhões de anos. Estima-se que o núcleo terrestre mantenha sua temperatura por mais bilhões de anos.
Aproveitar essa energia térmica por meio de perfurações profundas na crosta terrestre poderia fornecer uma fonte virtualmente ilimitada de energia. Segundo Paul Woskov, pesquisador do MIT, capturar apenas 0,1% do calor geotérmico disponível a alguns quilômetros abaixo da superfície seria suficiente para suprir a demanda energética global por mais de 20 milhões de anos. Em um artigo publicado em fevereiro, Woskov descreveu um método inovador que utiliza feixes de energia intensos para fragmentar e até vaporizar rochas profundas, permitindo o acesso a essa fonte de energia.
Diferente de outras fontes renováveis, como solar e eólica, a energia geotérmica pode fornecer eletricidade de forma contínua, independentemente das condições climáticas. No entanto, a dificuldade em perfurar além de 122 metros sem danificar as brocas faz com que, atualmente, essa fonte represente apenas 0,3% da matriz energética mundial.
Apesar de várias tentativas, a humanidade nunca alcançou o manto terrestre, localizado a cerca de 2.900 quilômetros de profundidade. O recorde de perfuração pertence ao Poço Superprofundo de Kola, na Rússia, que em 1989 atingiu 12.262 metros (12,3 km) de profundidade. Nessa camada, a temperatura chegou a 180 graus Celsius, muito acima do previsto, impossibilitando a continuidade do projeto. Após quase 20 anos de perfuração, o poço foi abandonado e lacrado.
Para superar as limitações das brocas convencionais, cientistas têm explorado alternativas desde os anos 1990, como o uso de lasers para fragmentar rochas de forma mais eficiente. Em 2022, a startup Petra testou um robô de perfuração que utiliza feixes de energia para vaporizar rochas basálticas, permitindo avanços mais rápidos. No entanto, essa tecnologia ainda não era suficiente para alcançar camadas mais profundas.
A solução pode estar na fusão nuclear. Reatores de fusão, como o tokamak, utilizam girotrons para gerar ondas eletromagnéticas capazes de aquecer plasma a temperaturas extremas (acima de 55 milhões de graus Celsius). Esses dispositivos, originalmente desenvolvidos para pesquisa em fusão, também se mostraram eficientes na vaporização de rochas. Em 2018, o MIT fundou a Quaise Energy, empresa que combina técnicas tradicionais de perfuração com girotrons de alta potência.
Recentemente, a Quaise Energy realizou testes bem-sucedidos em campo, utilizando um girotron de 1 megawatt para perfurar pequenos poços. A empresa planeja agora alcançar profundidades de até 20 quilômetros em apenas 100 dias, onde as temperaturas podem chegar a 500 graus Celsius — ideais para geração de energia geotérmica. Woskov, consultor da empresa, acredita que essa tecnologia pode substituir combustíveis fósseis, adaptando turbinas de usinas existentes para operar com calor terrestre. Se bem-sucedida, a iniciativa pode marcar o início de uma era de energia limpa e abundante.