Hasta la fecha muchos científicos continúan realizando investigaciones con el fin de poder conocer mucho más acerca del metano en los fondos oceánicos.
Su potencial de energía es mucho mayor al de todos los hidrocarburos existentes sobre la Tierra. Sin embargo, todavía existen muchos misterios relacionados con los hidratos de metano.
Sin duda alguna, la existencia de metano en el fondo de mar, abre la brecha para su utilización como recurso natural en diversos ámbitos. No obstante, también es importante tener en consideración que su acumulación en los fondos oceánicos representa también un impacto importante para el medio ambiente.
Tabla de contenidos
¿Qué son los hidratos de metano?
Los hidratos de metano son sólidos blancos similares al hielo que consisten en metano y agua. Las moléculas de metano están encerradas en jaulas microscópicas compuestas de moléculas de agua.
En los hidratos de metano, las moléculas de gas metano están estrechamente encerradas en jaulas compuestas de moléculas de agua. El aumento de las temperaturas hace que las jaulas sean inestables, el gas se escapa.
Composición del gas metano
El gas metano está formado principalmente por microorganismos que viven en las capas profundas de sedimentos y convierten lentamente las sustancias orgánicas en metano. Estos materiales orgánicos son los restos del plancton que vivieron en el océano hace mucho tiempo, se hundieron en el fondo del océano y finalmente se incorporaron a los sedimentos.
Los hidratos de metano solo son invariables a presiones mayores a 35 bar y a temperaturas bajas. El fondo del mar es, por lo tanto, un lugar ideal para su formación. Las aguas del fondo de los océanos y los fondos marinos profundos son casi uniformemente fríos, con temperaturas de 0 a 4 grados centígrados.
Asimismo, en una profundidad de agua inferior a 350 metros, la presión es suficiente para estabilizar los hidratos. Pero a medida que aumenta la profundidad de las gruesas capas de sedimentos en el fondo del mar, las temperaturas comienzan a aumentar nuevamente debido a la proximidad con el interior de la Tierra.
En profundidades de sedimentos mayores de aproximadamente 1 kilómetro, las temperaturas se elevan a más de 30 grados centígrados, por lo que no se pueden depositar hidratos de metano. Esto, sin embargo, es donde la formación de metano es especialmente vigorosa.
Primero, se producen pequeñas burbujas de gas metano en las profundidades del sedimento. Estos luego se elevan y se transforman en hidratos de metano en las aguas intersticiales más frías cerca del fondo del mar. Entonces, el metano se forma en los horizontes de sedimentos cálidos y profundos y se convierte y consolida como hidrato de metano en las capas superiores frías de sedimentos.
No existen hidratos de metano en mares marginales
Se sabe que los hidratos de metano están presentes en todos los océanos del mundo, principalmente en los márgenes continentales. Sin embargo, las estimaciones de los montos totales de los depósitos siguen siendo muy inexactas.
No se encuentran hidratos de metano en mares marginales y áreas de plataforma porque la presión en el fondo del mar no es suficiente para estabilizar los hidratos. En el fondo de las cuencas oceánicas expansivas, por otro lado, donde la presión es lo suficientemente grande, apenas se encuentran hidratos porque no hay suficiente materia orgánica incrustada en los sedimentos de las profundidades marinas.
La razón de esto es que en mar abierto el agua es comparativamente pobre en nutrientes, por lo que se produce poca biomasa para hundirse en el fondo del mar. Los hidratos de metano, por lo tanto, ocurren principalmente cerca de los márgenes continentales a profundidades de agua entre 350 y 5000 metros.
Por un lado, allí se deposita suficiente material orgánico en los sedimentos y, por otro, las condiciones de temperatura y presión son favorables para que el metano se convierta en hidratos de metano.
Formación de gases de efecto invernadero
Grandes cantidades de hidrato de metano están enterradas en depósitos de sedimentos en los taludes continentales. La cantidad global total de carbono de metano contenido en estos depósitos de hidratos es del orden de 1000 a 5000 gigatoneladas.
Es decir, entre 100 y 500 veces más carbono que el que se libera anualmente a la atmósfera por la quema de combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas).
A bajas temperaturas, los hidratos de metano en el fondo del mar son estables, pero si el agua y el fondo del mar se calientan, los hidratos pueden descomponerse. Debido a que los microorganismos luego oxidan el gas metano resultante para formar el dióxido de carbono (CO2), los hidratos de metano se han convertido recientemente en un tema de intenso debate en el contexto del cambio climático.
El metano, que en sí mismo actúa como un fuerte gas de efecto invernadero, no se escapa directamente del mar como metano porque se transforma en CO2. Pero la formación y liberación de dióxido de carbono son considerables. Un problema adicional es que el oxígeno del agua de mar se consume a través de la formación de dióxido de carbono.
En 2008, investigadores británicos y alemanes descubrieron filtraciones de gas a una profundidad de 350 metros en el talud continental frente a Spitsbergen que probablemente se alimentan de hidratos de carbono derretidos.
Las mediciones a largo plazo de las temperaturas del agua frente a Spitsbergen indican que las masas de agua del fondo y, por lo tanto, también los sedimentos de las laderas se han calentado significativamente en las últimas décadas.
Las aguas seguirán calentándose con el paso de los años
Los modelos también predicen que el fondo marino en las áreas árticas continuará calentándose en las próximas décadas y siglos debido al cambio climático.
Por lo tanto, los científicos temen que grandes cantidades de hidrato de metano se derritan allí en el futuro, liberando mayores cantidades de CO2 en el océano y la atmósfera. El contenido de oxígeno del agua de mar disminuirá en consecuencia.
Además, el CO2 liberado no solo contribuye a un mayor calentamiento global, sino que también conduce a la acidificación de los océanos. Ejemplos del pasado geológico apoyan este escenario.
Según los registros geológicos, se puede suponer que los hidratos se han descompuesto a gran escala en numerosas ocasiones en la historia de la Tierra, lo que ha provocado un calentamiento global extremo y extinciones masivas de organismos en el fondo del mar.
Se necesitan más investigaciones para determinar la escala a la que se acelerarán los cambios en el clima y los océanos en el futuro debido a la liberación de gas metano en el fondo del mar.
¿Una futura fuente de energía?
Si bien las inmensas ocurrencias de hidratos de metano representan un riesgo para el clima, también son una fuente potencial de energía. La cantidad de gas natural ligado a los hidratos supera con creces las reservas de gas natural en los depósitos convencionales.
El gas natural alimentado a las líneas de suministro desde fuentes convencionales ya consta de más del 95 por ciento de metano. Hasta ahora, la extracción de hidratos en el océano se ha considerado un proceso costoso.
Sin embargo, a medida que aumentan los precios de los recursos, estas reservas se vuelven más atractivas para la industria. Muchos científicos estiman que extraer los hidratos podría ser económicamente factible a un precio del petróleo de unos 50 a 60 dólares estadounidenses por barril.
Esto implica que la producción ya sería rentable hoy. Actualmente se están realizando grandes esfuerzos para desarrollar depósitos de hidratos, particularmente en las aguas territoriales de Japón.
¿Es posible en el futuro realizar la extracción de metano?
Hasta ahora, la tecnología minera necesaria solo se ha probado en condiciones de laboratorio. Todavía se necesitan muchos años de trabajo de desarrollo para poder evaluar de manera confiable los potenciales y riesgos y realizar la minería a escala industrial.
La extracción de gas natural a partir de hidratos de metano en tierra fue probada con éxito por primera vez en 2008 por científicos japoneses y canadienses. En las regiones del norte, los hidratos de metano se encuentran a cientos de metros debajo de los sedimentos del permafrost.
Es lo suficientemente frío y la presión es suficiente para que se formen hidratos allí también. Sin embargo, a diferencia de los depósitos en el fondo del mar, estas ocurrencias de hidratos son de fácil acceso y, por lo tanto, adecuadas para pruebas de producción.
La recuperación de metano por reemplazo con dióxido de carbono ahora se probará en tierra. Un consorcio noruego-estadounidense está listo para llevar a cabo una prueba de producción en Alaska.
Los primeros intentos en alta mar están planificados para 2012 a 2014 en el talud continental frente a Japón. Cómo y cuándo se extraen finalmente los hidratos de metano en el futuro depende de los resultados de estas investigaciones de campo.
Y, por supuesto, el desarrollo de los precios del mercado mundial para el gas natural y los derechos de emisión de dióxido de carbono también son fundamentales para cualquier decisión de comenzar la minería en alta mar a gran escala.
Conclusiones
Hasta hace más de una década en la historia, casi nadie había oído hablar de los hidratos de metano. Pero ahora estos compuestos químicos en el fondo del mar se plantean como una fuente de energía del futuro. La cantidad de hidratos de metano supera con creces las reservas de los depósitos convencionales. No obstante, los hidratos de metano no solo representan una fuente de energía potencial, sino que además son un riesgo climático inmenso.
Referencias
https://www.nationalgeographic.es/ciencia/2020/02/gas-natural-fuente-de-energia-mas-sucia-de-lo-pensado
https://www.socalgas.com/es/stay-safe/methane-emissions/methane-and-the-environment
https://europe.oceana.org/es/node/46897#:~:text=Metano%20(CH4)%20%3A%20El,tonelada%20de%20di%C3%B3xido%20de%20carbono.
https://www.europapress.es/ciencia/cambio-climatico/noticia-primera-fuga-masiva-metano-fondo-marino-hemisferio-sur-20200902135719.html.
https://www.dw.com/es/en-el-fondo-del-mar-la-energ%C3%ADa-del-futuro/a-2316813
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