Sobre el origen no biológico del petróleo

ACTUALIZACIÓN-AVISO: Veamos, no sé si no me hago entender o qué sucede. A raíz de algunos correos, hay quien ha entendido que en este artículo se defiende la validez de la teoría de Gold. Nada más lejos de la realidad, si esta teoría ha visitado TecOb es porque básicamente es “obsoleta”, aunque sigue guardando algunos detalles interesantes, está claro que en geología hay consenso en que la teoría biogénica es correcta, aunque a falta de mayor desarrollo. Por otra parte, este humilde escrito, pensado como si Gold lo hubiera planteado, no hace justicia al gran número de artículos que el astrofísico publicó sobre el tema, donde detalló sus ideas. Por ello, recomiendo la lectura del material original, como siempre, a quien tenga interés por este curioso episodio de la historia de la ciencia.

Antes de pasar a describir las ideas que plantean un posible origen no biológico del petróleo, auténticas herejías de la geología de hoy día, lo más lógico será hacer una visita a la teoría más aceptada, esto es, la que postula un origen biológico del oro negro. Básicamente, en lo que se refiere al origen del petróleo y el gas natural, hay dos puntos de vista contrapuestos. Por un lado está la teoría biogénica, la “oficialmente” aceptada. Por otro, la teoría abiogénica, minoritaria pero… ¡fascinante!

¿Por qué sería importante que la realidad se inclinara por una u otra solución? Muy sencillo, si resultara que tanto el petróleo como el gas natural son de origen abiogénico, seguramente existan reservas de tales combustibles no descubiertas y en cantidades inimaginables.

Hace poco, repasando por encima algunas publicaciones de finales de los setenta, he vuelto a comprobar que existen miedos globales que parecen agruparse por épocas. A mediados de los ochenta, a poco que se repasen en las hemerotecas los papeles de la época, el terror tenía forma de misiles intercontinentales. En las revistas de los setenta, en cambio, era el fin del petróleo la fuente del miedo global. Se afirmaba, en medio de supuestos sesudos análisis, que para finales de los años noventa casi no quedaría gota de oro negro con el que alimentar a la sedienta sociedad industrializada. De ahí que no extrañe el éxito de Mad Max pocos años más tarde, los ambientes apocalípticos sedientos de petróleo eran un elemento más de la moda de aquellos tiempos. Ahora, cuando se conocen reservas de petróleo inmensas y escasamente exploradas, pocos se acuerdan de aquellos miedos, el horizonte de la sequía de piedra combustible se ha alejado aproximadamente un siglo hacia el futuro. ¿Y si en realidad el petróleo no fuera aquello que se pensó?

Los hidrocarburos líquidos y gaseosos procederían, según la teoría más ampliamente aceptada, de la materia orgánica depositada en procesos de sedimentación por diversos fenómenos geológicos. Con el paso del tiempo, lo que anteriormente fueron organismos vivos como los planctónicos, quedan atrapados en el interior de la corteza terrestre y comienzan a “madurar”. El aumento de temperatura producido por la profundidad gracias al gradiente geotérmico, además de otras fuentes de calor locales, hacen que se alcancen temperaturas que, aunque moderadas, facilitarían la transformación de la materia orgánica original en preciados hidrocarburos. Al principio, bacterias anaerobias son las encargadas de poner en marcha el proceso, pero con la profundidad desaparecen, pasando a ser la temperatura el agente “catalizador” cuanto más se desciende, desarrollándose un largo proceso de destilación de la materia original para dar lugar a petróleo y gas natural. Los expertos han desarrollado esta teoría de manera bastante detallada, diferenciando tres etapas en el proceso en función de la temperatura1.

Bien, parece algo plausible, pero hay lagunas en el proceso que originan preguntas sin respuesta hasta la fecha. Por este motivo, diversos geólogos durante el siglo XX se han planteado alternativas a la corriente mayoritaria. En la extinta Unión Soviética surgieron varias nuevas teorías que enfocaron el problema desde otro punto de vista muy distinto. Entre los pioneros de la abiogénesis del petróleo, el gas natural y hasta el carbón, se encontraba Nikolai Alexandrovitch Kudryavtsev quien, junto con muchos otros compatriotas, estudió en profundidad el petróleo que se extraía de diversas partes de Asia, llegando a la conclusión de que había muchos datos que no encajaban con la teoría biogénica. En efecto, si con audacia se pensaba en una alternativa no biológica, podrían solventarse muchos de aquellos enigmas que no podían encajarse en el modelo teórico mayoritario. Posiblemente el ser soviéticos influyó en la cuestión, tanto por desmarcarse voluntariamente de la ciencia occidental como, también, en ser considerados por los investigadores del oeste como poco más que charlatanes.

La cuestión no levantó el vuelo hasta que apareció en escena un astrofísico llamado Thomas Gold, de la Universidad de Cornell. Hay quien le acusó de plagio, sobre todo porque al principio de su “ataque” contra la teoría biogénica no parecía citar autores soviéticos, pero no se puede negar que Golg ha sido el más conocido y quien más tiempo ha dedicado a escudriñar en los entresijos de la teoría abiogénica en occidente. El “escándalo” de Gold nació cuando publicó un libro en el que explicaba con detalle los problemas de las teorías biológicas y cómo podía plantearse una alternativa novedosa2.

¿En qué consiste el enfoque de Gold que, por otra parte, es similar a otras teorías abiogénicas? Basicamente, esta teoría plantea que los compuestos orgánicos, presentes en el Sistema Solar desde su formación –cosa que está recibiendo cada vez más respaldo gracias al descubrimiento de moléculas orgánicas en un gran número de lugares del cosmos– también estuvieron presentes en la formación de nuestro planeta, siendo estos compuestos los que han originado el gas natural y el petróleo. Según Gold, existirían gigantescas bolsas de hidrocarburos en el interior de la Tierra, a gran profundidad. Estarían ahí desde la formación de nuestro planeta y, por tanto, no sería biológico su origen. El petróleo y el gas que actualmente se extrae, diríase a flor de piel si se compara con las enormes profundidades a las que estaría el “mar” de petróleo del que Gold hablaba, no serían más que pequeños “charcos” que estarían alimentados por el petróleo o el gas bombeados desde las profundidades a través de materiales porosos.

Se han descubierto compuestos orgánicos en asteroides, en Marte, en Titan, en el mismísimo Júpiter, en Saturno, Urano, Neptuno. Por ejemplo, el metano, ha sido registrado de forma persistente en lugares donde no “debiera” estar. ¿Acaso será también de origen biológico? Muy improbable, por no decir que imposible. Sugiere Gold que se trata de compuestos que están ahí desde mucho antes de que la vida floreciera en la Tierra. Pero, como si de un moderno Wegener se tratara, el astrofísico de Cornell trató de encontrar pruebas físicas que probaran la veracidad de su teoría. El tiempo dirá si hay algo de cierto en ello, pero se trata de algo intrigante, sobre todo porque la teoría biogénica no parece explicar algunos asuntos clave.

Gold plantea en su libro y en sus artículos que los yacimientos de petróleo explotados actualmente están asociados a estructuras geológicas que guardan similitudes entre sí y que se relacionan con otras estructuras mucho más profundas. Ahora bien, si la vida se ha distribuido a lo largo de todo el planeta, ¿porqué los organismos que originaron el petróleo parecen haber tenido “predilección” por esos lugares y no otros? Así, la distribución geográfica de los yacimientos de petróleo no parece relacionada con la ubicuidad de la vida en la Tierra. Es más, hay un problema que llama especialmente la atención, se trata de la composición del petróleo. En un campo petrolífero, al tomar muestras de petróleo más superficial y otras más profundas, no se suele hallar una variación en su composición que sea considerada importante. Esto es curioso, es como si todo el petróleo se hubiera formado “a la vez”, algo que no casa con los diversos fósiles aparecidos en los estratos atravesados por la “bolsa”, relacionados cada uno de ellos con su época geológica correspondiente. Por otra parte, la excesiva similitud química del petróleo extraído de lugares geográficamente muy alejados ofrece también motivos para una seria reflexión3.

Por otra parte, ¿alquien se ha detenido a pensar qué cantidad de materia orgánica –léase cantidad de seres vivos– habría hecho falta para generar las inmensas cantidades de petróleo y gas registradas hasta la fecha? Los organismos planctónicos están compuestos, en su mayoría y como le sucede a la mayor parte de los seres vivos, de agua. No cuadran las cifras, porque la biomasa necesaria para generar el petróleo y el gas extraído y el de las reservas conocidas sería tan gigantesca que es difícil pensar en un océano capaz de albergarla. Es más, hay algo que ha desconcertado a muchos geólogos expertos en petróleo desde hace decadas. La imagen típica del yacimiento, la bolsa o “lugar” en el que habita el preciado oro negro es la de un espacio que, con el tiempo, se vacía gracias a los procesos de extracción. Curiosamente, en muchos de los yacimientos de Oriente Medio, Asia o los Estados Unidos, yacimientos que, desde hace mucho, tendrían que estar “agotados” –haciendo caso a los cálculos iniciales– siguen aportando petróleo sin problemas, como si se rellenaran una y otra vez, sin descanso. A esto, Gold respondió con sencillez: las inmensas reservas de hidrocarburos presentes en áreas muy profundas de la Tierra nutren gracias a la presión y a las grietas o rocas permeables a esas reservas de “superficie”.

La cantidad de detalles técnicos proporcionados por Gold acerca del petróleo y el gas natural, sobre todo desde el punto de vista de su uniformidad quimica y otras peculiaridades de su composición, son lo bastante numerosas y consistentes como para, al menos, tomarlas en cuenta. Por ejemplo, hay algo que llama especialmente la atención. El petróleo, en teoría, procede de organismos vivos que utilizaban mecanismos energéticos que guardarían parecido con los utilizados por los vegetales actuales. Se sabe que las plantas asimilan preferentemente dióxido de carbono que contiene el isótopo C12 y, en cambio, no asimilan aquellas moléculas que contienen C13, que aparece en ínfimas cantidades en la naturaleza. Vale, ¿y esto qué nos dice? Muy sencillo, los preciados hidrocarburos, como los del petróleo, no tendrían que contener C13. ¿Los análisis qué dicen? Sencillo, aparecen los dos tipos de isótopos, en la misma proporción descubierta en rocas terrestres que contienen carbono, esto es, de origen no biológico.

Por otra parte, hay más asuntos que no cuadran. ¿Qué empresas son unas de las mayores productoras de helio comercial del mundo? Para decirlo de otro modo, el helio ¿dónde se “fabrica”? Se puede extraer del aire, donde aparece en pequeñísimas cantidades, utilizándose tecnologías para licuarlo por medio de bajas temperaturas y el uso adecuado de la presión. Pero no, la mayor parte del helio es comercializado por empresas petrolíferas y de gas natural porque en los yacimientos de combustibles “fósiles” aparece en grandes cantidades. ¿Y eso por qué será? El helio, como gas noble inerte, no forma parte de ninguna reacción química biológica conocida, pero sí está presente en el cosmos en grandes cantidades y, en la Tierra, es originado en cadenas de desintegración radiactica, como la del uranio, presentes a grandes profundidades, muy por debajo de los actuales yacimientos petrolíferos. El helio, compañero inseparable del petróleo y el gas natural nos parece indicar algo, a saber, que este gas inerte ha sido transportado desde las grandes profundidades en las que estarían los supuestos e inmensos reservorios de hidrocarburos propuestos por Gold hacia los yacimientos más superficiales, a través de rocas permeables o grietas, a merced de la presión.

Los críticos suelen afirmar que las elevadas temperaturas que están presentes en las áreas muy profundas que Gold ha descrito como “hogar” del petróleo, son demasiado elevadas como para que éste se mantuviera estable. Diversos cálculos, sin embargo, apuntan a que la presión elevada de esas áreas serviría como agente “estabilizador” capaz de neutralizar, al menos en parte, la capacidad de la temperatura elevada para descomponer los hidrocarburos “primigenios”. Por si esto fuera poco, otros análisis indican que diamantes formados en áreas profundas contienen moléculas de hidrocarburos atrapadas en espacios intersticiales microscópicos.

La teoría biogénica parece que guarda en su seno problemas de difícil solución. ¿Será la teoría abiogénica la solución? Puede que haya que plantearse alternativas a medio camino, pues la presencia confirmada de organismos vivos a profundidades y temperaturas, presiones o ambientes químicos en los que anteriormente se hubiera afirmado que era imposible la vida –los extremófilos– puede aportar algún elemento nuevo en el debate. Pudiera ser que, en realidad, haya inmensos océanos de hidrocarburos a cientos de kilómetros bajo nuestros pies, esperando ahí, pacientes, a ser descubiertos y, claro está, explotados. De momento, suceda lo que suceda, lo que sí está claro es que, a pesar de lo que los agoreros llevan afirmando décadas, las reservas potenciales de petróleo conocidas no han hecho más que crecer en los últimos años.
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1 A estas etapas se las nombra como diagénesis, catagénesis y metagénesis, partiendo la primera desde la sedimentación de la materia orgánica, con temperatura ambiental, hasta unos 65 grados centígrados. La siguiente fase abarca desde los 65 a 150 grados centígrados y, finalmente, en la metagénesis pueden alcanzarse los 200 grados.
2 El libro, titulado The Deep Hot Biosphere, fue publicado por Copernicus Books en 1999. ISBN 0-387-98546-8.
3 Naturalmente, hay variaciones en la composición química en el petróleo de un mismo yacimiento y entre el de diversos lugares, algo que conocía Gold. Su afirmación de que son “similares” se refiere a que, a grandes rasgos, su composición sería demasiado homogénea como para pensar en un origen biológico.

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