Arriba: Hidrato de gas (material blanco) en el suelo del norte del Golfo de México bajo una capa de rocas con incrustaciones de mejillones de aguas profundas.
La estabilidad del hidrato de metano también cambia con las fluctuaciones ambientales
Los hidratos de gas son un compuesto sólido de gases y agua que tienen una estructura similar al hielo a bajas temperaturas y altas presiones. Los compuestos de metano y agua, los llamados hidratos de metano, se encuentran especialmente en muchos márgenes de los océanos, también en el Mar Negro.
Además de un posible uso como fuente de energía, se están investigando los depósitos de hidrato de metano por su estabilidad, ya que pueden disolverse con los cambios de temperatura y presión. Además de las emisiones de metano, esto también puede tener un impacto en la estabilidad de los taludes submarinos.
Durante una expedición de seis semanas con el buque de investigación alemán METEOR en otoño de 2017, un equipo de MARUM y GEOMAR investigó un depósito de hidrato de metano en el abanico de aguas profundas del Danubio en el oeste del Mar Negro.
Durante el crucero, que fue parte del proyecto conjunto SUGAR III "Submarine Gas Hydrate Resources" financiado conjuntamente por BMWi y BMBF, se perforaron los depósitos de hidratos de gas utilizando el dispositivo móvil de perforación del lecho marino MARUM-MeBo200. Los resultados de las investigaciones han proporcionado a los científicos nuevos conocimientos sobre los cambios en la estabilidad de los hidratos de gas.
Imagen: Prueba de puerto con la plataforma de perforación MARUM-MeBo200. Foto: Torsten Klein.
"Con base en datos de anteriores expediciones, seleccionamos dos áreas de trabajo donde, por un lado, coexisten el hidrato de metano y el gas metano libre en los 50 a 150 metros superiores de la zona de estabilidad de hidratos y, por otro lado, se encontraron un deslizamiento de tierra y filtraciones de gas directamente en el borde de la zona de estabilidad de hidratos de gas", explica el Prof. Dr. Gerhard Bohrmann, líder de la expedición de MARUM y coautor del estudio. "Para nuestras investigaciones utilizamos nuestro dispositivo de perforación MARUM-MeBo200 y batimos todos los récords de profundidad anteriores con una profundidad máxima alcanzada de casi 145 metros".
Imagen: Los núcleos de perforación del MARUM-Mebo200 se recuperan en la cubierta del RV METEOR. Foto: Christian Rohleder
Además de obtener muestras, los científicos también pudieron, por primera vez, realizar mediciones detalladas de la temperatura in situ hasta la base de la estabilidad de los hidratos de gas bajo el lecho marino. Previamente, esta línea de base se determinó mediante métodos sísmicos, a partir de los cuales se obtuvo el denominado "reflector simulador de fondo" (BSR) como indicador de esta base.
"Sin embargo, nuestro trabajo ha demostrado por primera vez que el enfoque que utiliza el BSR no funciona para el Mar Negro", explica el Dr. Michael Riedel de GEOMAR, autor principal del estudio. "Desde nuestro punto de vista, el límite de estabilidad gas-hidrato ya se ha acercado a las condiciones más cálidas en el subsuelo, pero el gas metano libre, que siempre se encuentra en este borde inferior, aún no ha logrado elevarse con él", continúa Riedel.
Las razones de esto podrían atribuirse a la baja permeabilidad de los sedimentos, lo que significa que el gas metano todavía está "atascado" allí y solo puede subir muy, muy lentamente por su propia fuerza, según el científico.
"Sin embargo, nuestros nuevos análisis de los datos sísmicos también han demostrado que en algunos lugares el gas metano puede atravesar el BSR. Allí, se está estableciendo un nuevo BSR sobre el reflector "antiguo". Esto es nuevo y nunca antes se había visto", dice el Dr. Matthias Haeckel, coautor del estudio de GEOMAR. "Nuestra interpretación es que el gas puede subir en estos lugares, ya que las perturbaciones en el lecho marino favorecen el flujo de gas", continúa Haeckel.
"En resumen, hemos encontrado una situación muy dinámica en esta región, que también parece estar relacionada con el desarrollo del Mar Negro desde la última edad de hielo", dice Michael Riedel.
Imagen: Buque de investigación METEOR. Foto: Michael Beims.
Después del último máximo glacial (LGM), subió el nivel del mar (aumento de presión), y cuando el nivel del mar global se elevó por encima del umbral del Bósforo, el agua salada del mar Mediterráneo pudo propagarse al Mar Negro. Antes de eso, esta cuenca oceánica era básicamente un lago de agua dulce. Además, el calentamiento global desde el LGM ha provocado un aumento de la temperatura del agua del fondo del Mar Negro.
La combinación de estos tres factores —salinidad, presión y temperatura— tuvo efectos drásticos sobre los hidratos de metano, que se descomponen como resultado de estos efectos.
El estudio actual ejemplifica las complejas retroalimentaciones y escalas de tiempo que inducen cambios climáticos en el medio marino y, por lo tanto, es muy adecuado para estimar las consecuencias esperadas del calentamiento global más rápido de hoy, especialmente en los depósitos de hidratos de gas del Ártico.
El líder del crucero, Gerhard Bohrmann, resume: "Al final del programa SUGAR-3, la campaña de perforación con MeBo200 en el Mar Negro nos mostró una vez más muy claramente la rapidez con que la estabilidad del hidrato de metano en los depósitos oceánicos también cambia con las fluctuaciones ambientales".
Los hallazgos se han publicado en la revista internacional Earth and Planetary Science Letters: In-situ borehole temperature measurements confirm dynamics of the gas hydrate stability zone at the upper Danube deep sea fan, Black Sea
