INDICE
Depósitos de "hielo inflamable" en el Golfo de Cádiz:
Los gases hidratados en los fondos marinos: una revolucion cientifica, económica y medio-ambiental
Que es el "Hielo Inflamable" o Hidratos de Gas
Un "congelador" en los fondos marinos
El gas hidratado: "culpable o victima" de calentamiento global de la Tierra
El efecto gasesosa por desestabilización de los hidratos: una hipótesis cientifica para el misterio de "El Triangulo de las Bermudas"
Tsunamis provocados por grandes deslizamientos submarinos
Pueden crecer vida submarina profunda gracias a los gases hidratados?
Los gases hidratados en Internet

Los gases hidratados en los fondos marinos: una revolucion cientifica, económica y medio-ambiental

El descubrimiento del "Hielo Inflamable" o "Hidratos de Gas", una forma sólida de los gases semejante al hielo y que aparece en la mayoria de fondos oceánicos del mundo, ha suscitado un interes repentino tanto en la comunidad cientifica, como en los organismos estatales dedicados a la investigación de recursos naturales, asi como en empresas de exploración de hidrocarburos. Este interes viene provocado por un parte, porque la primeras evaluaciones cientificas estiman que el volumen de gas contenido en los reservorios de hidratos puedan exceder con mucho el de las reservas mundiales de gas conocidas actualmente. Por otra, la comunidad cientifica sospecha que repentinas y masivas fusiones de este "gas helado" provocadas por deslizamientos submarinos, terremotos, etc. puedan iniciar la emisión de grandes volumenes de metano a la atmosfera, acelerando el efecto invernadero, y a su vez el calentamiento global de la Tierra. Uno de los hechos mas alarmantes ligado al descubrimiento de estas reservas en los fondos oceanicos, es que el gas metano contenido en los "hidratos submarinos" es aproximadamente 3,000 veces el volumen de metano contenido en la atmosfera.

Que es el "Hielo Inflamable" o Hidratos de Gas

El hidrato de gas es un sólido cristalino, similar en apariencia al hielo, pero constituido por moleculas de gas rodeadas por una malla de moleculas de agua. Las primeras muestras de hidratos de metano, obtenidas a bordo de buques oceanograficos, mostraron un aspecto exterior semejante a un fragmento de hielo de color blanquecino. Los fragmentos de hidratos se "derriten" con rapidez, en respuesta al cambio de presion y temperatura, transformandose en agua y gas metano. Los trozos de hielo recogidos de los fondos marinos tiene la particularidad de inflaman cuando se le acerca una llama, de ahí el sobrenombre de "Hielo Inflamable". Aunque muchos de los gases conocidos tienen la capacidad para formar hidratos, entre ellos el dioxido de carbono y el anhidrido sulfurico, solo el hidrato del gas metano es el que aparece abundamente en los fondos marinos

Aunque ya fueron descubiertos de forma experimental en 1811 por Sir Humphry Davy, fue muy posteriormente en 1970, cuando se detectaron por métodos geofísicos dentro de los sedimentos marinos del fondo del Blake Outer Ridge (EEUU). Este descubrimiento cientifico llegó casi casualmente, al observar sobre los perfiles sísmicos un "eco" doble, que era un calco de la forma del fondo marino, y que siempre estaba asociado la presencia de hidratos. Este eco es el denominado Bottom Simulating Reflector (BSR) o "Eco que simula el fondo", y que se forma por reflexion cuando las ondas atraviersan la diferencia de densidad que existe entre el fondo marino "helado" y el que hay por debajo. El fondo marino "helado" con hidratos, a su vez, realiza las funciones de tapadera, impidiendo que los gases en estado libre lleguen a la superficie, a no ser que haya fisuras o fallas. Este "eco doble" permite conocer la profundidad y el espesor de los gases hidratados en el subsuelo marino, asi como la presencia de gases en estado libre por debajo de ellos.

Un "congelador" en los fondos marinos

Aunque parezca increible, solo ha sido en los últimos años, cuando los gases hidratados estan siendo considerados como una de las fuentes mas importantes de recursos energéticos mundiales, muy por encima de la reservas convencionales conocidas actualmente. Esto es, como si tuvieramos una congelador repleto de gases sin descongelar. Las reservas que se estiman de C asociado a los hidratos son de 10 ⁴ gigatones, lo que significa el doble de C que hay en todos los combustibles fósiles que se conocen. Muestra de la creciente importancia de estos hidratos como fuente enérgetica es el informe publicado por el Departamento de Energia de Estados Unidos, en agosto de 1998, mostrando las estrategias a seguir para los próximos años (hasta el 2015) en cuanto a prospección y potencial de estos sólidos. La estimación de las reservas mundiales de gas contenido en hidratos estan todavia por investigar. Como ejemplo, estan las estimaciones del Servicio Geológico de Estados Unidos que varian desde 100,000 trillones de pies cúbicos (Trillons Cubic Feet, TCF) a las más optimistas de 270,000,000 TCF. Las previsiones mas pesimistas estiman que pueden ser el doble de las reservas conocidas actualmente.

El gas hidratado: "culpable o victima" de calentamiento global de la Tierra

Como "gas invernadero", el metano contenido en el aire es 10 veces mas efectivo que el dioxido de carbono para absorber la energia calorifica solar, y así provocar una mayor calentamiento de la temperatura del aire. Teniendo en cuenta que el metano contenido en los fondos oceanicos en forma de "hidratos" es aproximadamente 3,000 veces el contenido en la atmosfera, la capacidad de los hidratos subamrinos como potencial agente provocador del "efecto invernadero" es enorme. Un gran deslizamiento submarino puede provocar la salida de cerca de 5 gigatones de metano desde los fondos submarinos hasta la atmosfera, según estimaciones realizadas en el deslizamiento de Storegga, en Noruega. Una decena de estos deslizamientos submarinos en varias zonas del planeta, pueden provocar el mismo efecto o aun mayor que el provocado por la emision de CO2 durante todo el siglo XX.

En el continente antártico, dado que la temperatura de las aguas favorecen la estabilidad de los hidratos, expediciones geofisicas españolas, americanas e italianas ya han descubierto importantes acumulaciones de hidratos submarinos, entre ellas en la Peninsula Antártica y en las islas Shetland del Sur, donde están sitiuadas la bases cientificas españolas. La desestabilización de los hidratos en estas áreas entre Tierra del Fuego y el continente antártico, puede ser un factor añadido para el calentamiento global, ya que coinciden el agujero de ozono estable y una de las mayores zonas potenciales de fusion de casquetes polares del planeta como es el Mar de Weddell.

Uno de los retos cientificos actuales es conocer si realmente la emision de gas a la atmosfera por fusion de los hidratos submarinos, puede ser una de las causas mayores del calentamiento global de la Tierra. Y si por el contrario, los hidratos submarinos son una victima del aumento progresivo de temperatura de los oceanos como consecuencia de la emision de CO2 hacia la atmosfera.

A escala geológica, los cientificos tratan de establecer la relación entre las grandes bajadas del nivel del mar como consecuencia del aumento de las superficies heladas del planeta por enfriamiento global (conocidas como glaciaciones) y las emisiones de gas hidratados hacia la atmosfera. Estas bajadas del nivel del mar, estimadas en torno a 100-130 metros por debajo del nivel actual, provocan un descenso de la presion hidrostatica sobre los hidratos submarinos, y esto a su vez la desestabilización, fusion y emision de grandes cantidades de metano a la atmosfera. El "efecto invernadero" provocado por la fusión de gases hidratados, pudo "parar" el enfriamiento global en las glaciaciones y actuar como un "rebote" hacia periodos más cálidos. En este sentido, los gases hidratados son un nexo de union entre los procesos climáticos globales y la actividad tectonica en la historia geológica de la Tierra. Cuanto mayor actividad tectonica (por ejemplo terremotos, aperturas oceanicas) la emision de gas libre procedente de hidratos es mayor, causada por la desestabilizacion de los fondos submarinos, y produciendo un calentamiento global de la Tierra. Esta relacion, puede permiter a los cientificos, conectar etapas geologicas muy activas en el funcionamiento de las placas geológicas con fases de climas cálidos o cambios climaticos abruptos y anormales.

El efecto gasesosa por desestabilización de los hidratos: una hipótesis cientifica para el misterio de "El Triangulo de las Bermudas"

Cualquier sacudida sobre los fondos submarinos, como por ejemplo un terremoto, un descenso brusco del nivel del mar como consecuencia de un fuerte tormenta, puede provocar la liberación de grandes cantidades de gases contenido en el fondo marino en forma de hidratos. Esta masiva liberalización de gas y la consecuente bajada de densidad del agua del mar y del aire, similar a la apertura de una botella de gaseosa, puede provocar una repentina pérdida en la capacidad de flotabilidad de los buques, asi como en el aire, por perdida de sustentación en los aviones. Estos podría explicar el misterio del famoso "Triangulo de las Bermudas", localizado en el Mar de los Sargazos, donde las producción biogenica de gas por descomposicion de algas en el fondo marino es muy alta, y por tanto la cantidad de gas en el subsuelo, puede dar lugar a la sobresaturación y condiciones idoneas para la generacion de gases hidratados

Tsunamis provocados por grandes deslizamientos submarinos

La relacion causa-efecto entre los grandes deslizamientos submarinos a nivel mundial y los gases hidratados, es otro de los retos cientificos abiertos con el descubrimiento de los gases hidratados. Se ha comprobado que las zonas de inicio de la mayoria de los grandes deslizamientos submarinos coinciden donde la zona de estabilidad de los hidratos (ZEH) intersecciona el fondo marino. Estos provocan deslizamientos de dimensiones mayores que los generados en tierra, como ejemplo el deslizamiento de Cabo Fear con un escarpe de 50km de anchura; el deslizamiento de Storegga, en el Atlantico Norte, con un escarpe de 250 km, que recorre 800 km afectando un espesor de 450 m. En el Golfo de Cadiz, se han descrito deslizamientos de 200-300 km que afectan a 50x10³  kilometros, del tamaño de media Andalucia.

La desestabilización de los fondos marinos causados por la fusion de los gases hidratados pueden ser tambien reponsable de los grandes "Tsunamis" que se generan en los oceanos y que llegan a tener efectos devastadoras en las costas, como el que sucedió en el Golfo de Cádiz en 1755 y que arrasó ciudades como Lisboa y Cádiz. Un terremoto de fuerte magnitud , en este caso 7 en escala Richter, puede ser el desencadenante de que grandes movimientos en masa se desplacen hacia zonas profundas. Hay que tener en cuenta que las pendientes de la mayoria de los taludes submarinos por debajo de 5º son estables en condiciones normales. Sin embargo la presencia de gases hidratados pueden provocar un alteración en dichas condiciones geotecnicas. La zona de estabilidad de hidratos (ZEH) puede actuar como zona de "patinaje" entre los sedimentos superiores "helados" y los inferiores con sedimentas blandos y con gas en estado libre. Esto es como sin nos encontraramos una placa de hielo inestable sobre una rampa de barro. Si agitamos o calentamos un poco la barra de hielo, esta se deslizara inmediatamente. Este mecanismo provoca que grandes masas de sedimento se desplacen bruscamente hacia el fondo oceanico, generando importantes ondas oceanicas conocidas como "Tsunamis", y relacionadas a su vez con sacudidas sísmicas. En el caso del denominado terremoto de Lisboa de 1755, el efecto arrasador se produjo porque diversas ondas oceanicas estuvieron llegando a las costas españolas y portuguesas durante quince dias despues del terremoto principal, que tuvo como epicentro cerca del Cabo de San Vicente, en el Algarve portugues.

Pueden crecer vida submarina profunda gracias a los gases hidratados?

La vida submarina en zonas de emisión de metano se consideraba, en las últimas decadas, como inexistente debida a las condiciones quimicas ambientales. Sin embargo, recientemente, exploraciones cientifica con submarinos autónomos que alcanzan profundidades de 1000 metros, han observado la presencia de numerosos organismos como mejillones, estrellas de mar, gusanos tubícolas alargados y el descubrimiento del denominado "gusano de hielo". Estos organismos viven en este medio hostil gracias a su simbiosis con bacterias "quimiosinteticas". Estos son grupos de bacterias que se adaptan a vivir en medios ricos en metano y en otros componentes quimicos, adoptando la "quimiosimbiosis" , esto es la transformación energética a traves de sulfuros o carbono del metano, como principal fuente de derivación de energía y nutrición. Estas bacterias, que son los productores primarios de la cadena alimenticia, son los encargados de "manufacturar" quimicamente el alimento, viviendo a cientos en el interior de los mejillones y gusanos tubiculas, que a su vez sirven de comida a cangrejos, estrellas de mar, etc. Esta simbiosis permite el crecimiento de grandes colonias denominadas "quimiosintéticas", con condiciones quimicas extremas, a grandes profundidades y con muy baja luminosidad. La emisiones de gas metano y sulfidrico, al contrario de perjudicar, son el sustento alimenticio de estas grandes colonias de vida submarina.

En el Golfo de Mexico, se ha encontrado grandes colonias de mejillones por debajo de los 500 metros de profundidad, con un tamaño mucho mayor que los que encontramos en las zonas costeras, y que forman especies de mejilloneras redondeadas alrededor de puntos de escape de gases, y cerca de salmueras sobresaturadas en gas metano. Asimismo, uno de los organismos denominado "gusano de hielo" se ha descubierto recientemente, similar a una pulga de agua, y viviendo en simbiosis con bacterias quimiosinteticas.

En la Antártida, la existencia de vida grandes en los grandes lago descubiertos por debajo de los casquetes polares, como el Lago Vostok, puede estar, asimismo, favorecida por la presencia de gases hidratados, y por el desarrollo de organismos quimiosintéticos en condiciones extremas de baja temperatura y falta de luminosidad

La oxidación del metano que asciende a la superficie, es otro de los procesos que facilita las condiciones de vida en zonas profundas, provocando la formación de carbonato, sulfuros y sulfatos sobre el fondo del mar y creando costras duras sobre el fondo blando. Estas son aprovechadas como "fondeaderos", por los organismos quimiosinteticos, que a su vez pueden crecer verticalmente formando colonias arrecifales. En Porcupine, al sur de Irlanda, se han identificado una serie de arrecifes que viven en profundidades entre 750 a 1000 metros , asociados a emisiones de gas metano, a traves de fisuras en el talud continental. El estudio de los arrecifes de colonias quimiosintéticas relacionados con emisiones de gas y disociación de hidratos metano, son uno de los grandes retos en la exploracion submarina para la nueva decada, no solo por la posibilidad de la existencia de nuevos recursos biológicos, sino que tambien son claros indicios de existencia de grandes volumenes de metano en el subsuelo marino.

Desde el punto de vista medio ambiental, el descubrimiento de vida en condiciones quimicas extremas por la presencia de grandes cantidades de gas, ha cambiado la idea de que las zonas con emisiones submarinas de hidrocarburos son zonas abióticas "desérticas" sin presencia alguna de fauna marina. Esto puede ser un valor decisivo en la desmantelación de plataformas petroliferas, si se llegan a "regenerar" con estos organismos quimiosintéticos.

Los gases hidratados en Internet

-http://www.hidrate.org Web del Departamento de energia de Estado Unidos para la investigación de hidratos.

-http://www.bio.psu.edu/cold_seeps/ Contiene interesantes fotos submarinas de organismos viviendo sobre emisiones de metano en el Golfo de Cádiz

-http://marine.usgs.gov/fact-sheets/gas-hydrates/title.html). Web del Servicio Geologico de Estados Unidos con informacion sobre los gases hidratados.

-http://www.aist.go.jp/GSJ/hydrate/hydrate.resources.html) Web de Servicio Geológico de Japon dedicado enteramente a las propiedades de los hidratdo

-http://azure.whoi.edu/~ipecher/hydgeoph/node7.html) Web de la "Woods Hole Oceanographic Institute", uno de los organismos con mayor dedicación al estudio de gases hidratados

  Dr. Luis Somoza  es investigador de Geologia Marina del ITGE y cooordinador cientifico del proyecto TASYO de prospeccion geologica en aguas del Golfo de Cadiz