Nuestros colaboradores invitados, Iván Vargas Cordero y Lucía Villar Muñoz, doctores en geología, estuvieron a cargo del estudio del metano en los fondos marinos de Chile. Aquí nos comentan sobre el hallazgo de las más grandes reservas de hidratos de metano en el mundo, que se encuentran justo en este país, y los riesgos ecológicos y sociales que éstas traen consigo.

 

La tecnología y los avances científicos han ayudado a dilucidar grandes misterios. Uno de ellos es el del “triángulo de las Bermudas”, en el cual embarcaciones y aviones desaparecían producto de monstruos marinos y puertas a otras dimensiones, entre otras explicaciones dignas de un relato de Julio Verne. Sin embargo, el descubrimiento de grandes acumulaciones de hidratos de metano en la zona entrega información científica irrefutable para explicar gran parte de la leyenda creada: la presencia de estos gases en la zona de Blake ridge (zona del triángulo), junto con la alta sismicidad y el volcanismo submarino de la región, harían que gran parte de esas acumulaciones de hidratos de metano fuesen liberadas. En algunos casos, los hidratos alcanzarían la atmósfera, generando en la columna de agua burbujas que, al tomar contacto con la superficie marina, desestabilizaría las embarcaciones.

Otro misterio tiene relación con la extinción de especies más grande de la historia geológica, aquella ocurrida hace 250 millones de años atrás (edades geológicas del Permo-Triásico), en donde el 90% de las especies habrían desaparecido, mucho mayor que la extinción de los grandes reptiles o dinosaurios. Una hipótesis para explicar esta extinción se relaciona nuevamente a la presencia de hidratos de metano (Heydari & Hassanzadeh 2003;  Benton y Twitchett 2003), los cuales habrían sido liberados del fondo marino, cambiando así en forma importante las condiciones fisico-químicas del agua. Este cambio abrupto provocó la muerte de una gran parte de la flora y fauna marina, afectando consecuentemente la cadena trófica del resto de las especies.

¿Qué son los hidratos de metano y en dónde se encuentran?

Aún cuando los hidratos de metano son los responsables de misterios que datan de muchísimos años atrás, estos fueron recién descubiertos en el norte de Rusia en los años 60.  Su estructura atípica los hace ser parte de los denominados gases no convencionales, y se presentan como una sustancia sólida con aspecto de hielo que atrapa en su interior a moléculas de metano, el componente mayoritario del gas natural que utilizamos habitualmente.

Los hidratos de metano reciben diferentes nombres: hidratos de gas, clatrato de metano, hielo de metano, hielo combustible, hielo inflamable etc; y se forman a partir del metano originado por la descomposición anaeróbica que algunas bacterias realizan sobre la materia orgánica; o el gas que se libera por alteración térmica de la materia orgánica asociada a depósitos de petróleo. En ambos casos, el metano migra y se deposita en la zona de estabilidad de los hidratos (altas presiones y bajas temperaturas), donde forma una especie de capa de hielo que contiene en su interior principalmente metano.

Hoy en día, la ocurrencia de los hidratos de metano se concentra en grandes cantidades en las zonas del permafrost o suelo permanentemente congelado de las regiones árticas (hemisferio norte), pero se ha visto que sus principales reservas se encuentran realmente en los fondos oceánicos, a profundidades mayores de 500 metros, de bajas temperaturas. Estas condiciones hacen que el estudio directo de los hidratos de metano se dificulte.

En el caso de Chile, la presencia de hidratos de metano en zonas sumergidas ha sido documentadas desde la década de los 90 y se encontrarían desde la Región de Valparaíso hasta el extremo sur de Chile, incluyendo el territorio Antártico. En efecto, diversas investigaciones que hemos llevado a cabo, en colaboración con otros investigadores internacionales de Italia y Alemania, revelaron que existen importantes acumulaciones de hidratos de metano en el subsuelo marino, a distancias que van desde los 700 metros y hasta tres kilómetros de profundidad del mar.

Nuestros últimos estudios han mostrado que el volumen total de roca que ocupa el metano en algunas zonas de nuestro país llega incluso a concentraciones del 20%, con una alta susceptibilidad de ser liberadas, pudiendo incluso alcanzar la atmósfera y con esto, traer de vuelta muchos misterios. Es importante recalcar que zonas altamente concentradas son aquellas con valores iguales o superiores al 10% (Villar-Muñoz et al., 2018), valor que se duplica en algunas zonas de nuestro país. Más aún, los riesgos en Chile incrementan notablemente si agregamos además el hecho que detectamos a uno de los yacimientos de metano de más alta concentración a nivel global, ubicado en la zona de mar adentro de la patagonia chilena. Esta reserva  concentra un volumen total estimado de 3×1013 m3 de metano: ¡esto equivale a seis veces la cantidad de metano presente en la atmósfera actual! (Villar-Muñoz et al., 2018).

Burbujas de metano atrapado en los suelos anegados del permafrost en invierno en Alaska. (c) Miriam Jones, US Geological Survey

Peligros latentes del metano

Hay que subrayar que el gas metano es un gas invernadero muy potente y, por lo tanto, uno de los más influyentes en el calentamiento global. A corto plazo, el metano es hasta 84 veces más efectivo que el dióxido de carbono (CO2) en absorber radiación y atraparla en la atmósfera terrestre. Por lo tanto, la liberación de grandes cantidades de metano producto de los hidratos, si alcanzan la atmósfera, traerían consecuencias inmensas sobre las temperaturas del planeta, cambiando el clima como lo conocemos por completo. Esto es un poco lo que se estima que pasó en la mayor extinción masiva del Permo-Triásico en nuestro planeta.

Aún faltan estudios que cuantifiquen la tasa a la que el metano está siendo liberado desde las zonas marinas y que alcanzarían la atmósfera. En efecto, tal cuantificación es un reto para la comunidad científica, y, por ahora, sólo se estima en forma indirecta a partir de geofísica marina.

Por otro lado, los hidratos de metano son considerado por algunos como “el mejor sustituto futuro del petróleo y el gas natural” (Kvenvolden, 1993); sin embargo, su extracción no sólo resulta extremadamente complicada y costosa, sino que conlleva un enorme riesgo ambiental y social. Si bien la extracción de hidrato de metano de los suelos del permafrost por empresas energéticas está bien documentada, los experimentos en fondos marinos son un tema aún incipiente. Las primeras pruebas de extracción fueron hechas durante el 2013 por Japón, donde se pudo obtener una cantidad pequeña de gas, pero fue recién en mayo del 2017 que China anunció haber obtenido de manera exitosa y prometedora gas metano, desde el Mar de China Meridional y a una profundidad de 1266 metros. Estas pruebas revisten un gran peligro, no sólo por su implicancia sobre el clima del planeta, de repercusión mundial; sino también a escalas más regionales y de alcance social: al estar este gas en sobrepresión, se podrían generar deslizamientos submarinos que desencadenarían eventuales tsunamis, afectando a las costas vecinas y los asentamientos humanos asociados a ellas.

Con este respecto, y desde el punto de vista geo-ambiental, el territorio chileno resulta muy particular, ya que su alta sismicidad implica mayores riesgos ante la liberación de los hidratos de metano desde las zonas profundas: puede ocurrir que un eventual terremoto genere mayores deslizamientos debido a la desestabilización de los hidratos en las zonas profundas, magnificando el tsunami asociado. Un caso documentado es el del tsunami de Sumatra del 2005, donde algunos investigadores aseguran que una serie de deslizamientos submarinos en zonas de hidratos de metano habrían magnificado el tsunami. Otro caso documentado en el pasado es el del deslizamiento de Storegga ocurrido hace aprox. 8000 años atrás en las costas de Noruega, en donde un tsunami magnificado por la presencia de hidratos de metano habría arrasado con una gran zona de la costa.

Finalmente, se prevé un terremoto en el futuro cercano en nuestras costas, el cual podría desestabilizar los hidratos y por lo tanto, liberar el gas al sistema océano y/o atmósfera, con consecuencias aún desconocidas para la población.Debido a este terremoto se podría además generar un tsunami en la región, el cual podría ser magnificado por deslizamientos marinos gatillados por la liberación de este metano. La eventual liberación de metano aumentaría así el riesgo social de las poblaciones asociadas al margen costero.

Resulta entonces vital poner el foco sobre todo en estas grandes reservas de gases invernaderos tan potentes como el metano, con Chile jugando un rol esencial, no sólo por ser hoy en día el país con las mayores reservas marinas de estos gases, sino por los riesgos que su alta sismicidad agrega sobre el sistema. Sin un cuidado adecuado, se pueden desestabilizar el hidrato de metano y con esto, liberar grandes cantidades de este potente gas invernadero, afectando la biosfera, la hidrósfera, la atmósfera y la antropósfera (esfera humana), aportando enormemente al calentamiento global. Así, los hidratos de metano que están ahí en el subsuelo marino, sumado al descontrol “civilizatorio humano” de producción de COque aún hoy en día los grandes gobiernos potencian, imprimen al sistema tierra un gran peligro a escala global. De liberarse, es posible que el misterio que se desate no tenga ya vuelta atrás.

Regresión del glaciar Pedersen, Alaska (izquierda foto del 1917, derecha foto del 2005). Nótese los cambios en el permafrost, pasando a ser un pastizal en verano. (c) World Data Center for Glaciology

 

Foto Portada: fugas de metano a través de las grietas de hielo al norte de Alaska. (c) Eric Kort, NASA

REFERENCIAS.

Benton, M. J., & Twitchett, R. J. 2003. How to kill (almost) all life: the end-Permian extinction event. Trends in Ecology & Evolution, 18(7), 358-365.

Heydari, E., & Hassanzadeh, J. 2003. Deev Jahi model of the Permian–Triassic boundary mass extinction: a case for gas hydrates as the main cause of biological crisis on Earth. Sedimentary Geology, 163(1-2), 147-163.

Kvenvolden, K. A. (1993). Gas hydrates—geological perspective and global change. Reviews of geophysics, 31(2), 173-187.

Villar-Munoz, L., Bento, J. P., Klaeschen, D., Tinivella, U., de la Cruz Vargas-Cordero, I., & Behrmann, J. H. 2018. A first estimation of gas hydrates offshore Patagonia (Chile). Marine and Petroleum Geology96, 232-239.

 

 

 

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