Las rocas de la Tierra pueden absorber una cantidad de carbono impresionante

Las profundidades del planeta ofrecen una posible solución al cambio climático.viernes, 25 de octubre de 2019

El volcán Tungurahua entra en erupción al anochecer. Una de las formas de devolver el carbono interno a la superficie es mediante erupciones volcánicas.
El volcán Tungurahua entra en erupción al anochecer. Una de las formas de devolver el carbono interno a la superficie es mediante erupciones volcánicas.
foto por Mike Theiss, Nat Geo Image Collection

He cargado con casi 12 kilogramos de carbono durante toda mi vida adulta. Tú también has cargado con carbono: aproximadamente el 18 por ciento de tu cuerpo está compuesto por átomos de carbono. Todos esos átomos estuvieron en los alimentos que consumimos y, antes de eso, en el aire, los mares, las rocas y otras formas de vida. El carbono, un elemento nacido de las explosiones de las estrellas, es esencial para todas las formas de vida, por eso el dato de que más del 90 por ciento del carbono del planeta se encuentre bajo tierra puede parecer desconcertante.

Más asombroso aún es el descubrimiento de que la vida, en forma de microbios y bacterias, prospera a kilómetros de profundidad en tal abundancia que su masa de carbono total es hasta 400 veces superior a la de los 7700 millones de humanos que habitan la superficie. Que uno de los ecosistemas más grandes de la Tierra se halle dentro del planeta es solo uno de los muchos descubrimientos del Deep Carbon Observatory (DCO), un proyecto de una década que ha reunido a 1200 investigadores de 55 países para explorar los mecanismos internos de nuestro planeta.

EL DCO concluirá del 24 al 26 de octubre en Washington, D.C, donde se reunirán cientos de científicos de todo el mundo para compartir y celebrar sus resultados.

«Ahora comprendemos que la biosfera y la geosfera terrestres son un sistema integrado y complejo, y que el carbono es la clave», afirma Robert Hazen, científico del Instituto Carnegie para la Ciencia y director ejecutivo del DCO. «Se trata de una forma totalmente nueva de plantearnos el planeta», declaró Hazen en una entrevista.

En la última década, el DCO ha puesto en marcha 268 proyectos y producido 1400 estudios revisados por pares. Estos son algunos puntos destacados de las decenas —si no cientos— de descubrimientos sobre las profundidades de la Tierra, como su papel a la hora de dar impulso a la vida.

El carbono que entra por el que sale

El carbono de las plantas y los animales se hunde en las profundidades de la Tierra mediante el proceso de subducción —cuando las placas oceánicas se hunden bajo las placas continentales—, que ocurre a lo largo de cientos de millones de años. Este carbono se ha descubierto en el interior de diamantes que se formaron a entre 410 y 660 kilómetros de la superficie. Con el tiempo suficiente, ese carbono regresa a la superficie en forma de diamantes, rocas o emisiones de dióxido de carbono producidas por los volcanes.

En otras palabras, al igual que nosotros, nuestro planeta ingiere y exhala carbono constantemente, a menudo en forma de dióxido de carbono (CO2). La estabilidad del ciclo del carbono se ha visto alterada por la aceleración del regreso del carbono a la superficie, ya que los humanos extraemos y quemamos grandes cantidades de hidrocarburos: petróleo, gas natural y carbón. Al mismo tiempo, la tala de bosques, la construcción de ciudades y carreteras y otros tipos de transformaciones superficiales han afectado a la capacidad del planeta de ingerir carbono.

Según Hazen, esta alteración del ciclo del carbono es lo que denominamos la crisis climática.

La triazolita, uno de los 31 minerales que absorben carbono descubierto durante el Carbon Mineral Challenge del DCO, se encontró en Chile. Se cree que en parte deriva del guano de cormorán.
La triazolita, uno de los 31 minerales que absorben carbono descubierto durante el Carbon Mineral Challenge del DCO, se encontró en Chile. Se cree que en parte deriva del guano de cormorán.
foto por Joy Desor, Mineralanalytik Analytical Services

«El cambio climático plantea una amenaza existencial a la humanidad, no en el futuro lejano, sino en una o dos generaciones», afirma.

En los próximos 20 o 40 años debemos eliminar las emisiones de CO2 procedentes de combustibles fósiles y retirar grandes cantidades del CO2 ya presente en la atmósfera para impedir niveles muy peligrosos de calentamiento global.

Sin embargo, la nueva información sobre el ciclo del carbono profundo revelada por el DCO aporta esperanza a Hazen. Según él, existen métodos de secuestro de carbono naturales que son «muy potentes».

El crecimiento de la roca

En uno de estos métodos de secuestro está implicado un bloque de roca expulsado del manto superior terrestre hace mucho tiempo que se encuentra en Omán: la ofiolita Semail. La erosión y la vida microbiana del interior de la roca retiran dióxido de carbono del aire y lo convierten en minerales carbonatos.

El proceso es tan eficaz que «podemos ver cómo se absorbe el dióxido de carbono de la atmósfera y se deposita en forma de rocas ante nuestros ojos», afirma Hazan.

Los experimentos que bombean fluidos ricos en carbono en la formación de ofiolita demuestran que los minerales carbonatos se forman muy deprisa. Este proceso podría retirar miles de millones de toneladas de CO2 de la atmósfera, aunque sería un proyecto gigantesco y muy diferente para Omán, que depende de los ingresos del petróleo.

También hay ofiolitas en Norteamérica, África y otras partes del mundo. En otra forma natural de secuestro de carbono participan rocas de formaciones basálticas, como las de Hawái, que pueden absorber CO2 del aire al ser aplastadas. En Islandia, otro proyecto de secuestro de carbono natural del DCO, CarbFix, consiste en inyectar fluidos con carbono en el basalto y observar su conversión en sólidos.

Estos nuevos hallazgos sobre la capacidad de absorción del carbono del planeta «me inspiran mucho optimismo», afirma Hazen.

Impresionantes imágenes de cómo el CO2 que calienta el planeta se desplaza por la atmósfera terrestre
Impresionantes imágenes de cómo el CO2 que calienta el planeta se desplaza por la atmósfera terrestre

Información sobre la vida extraterrestre

El DCO también ha fomentado el optimismo sobre la posibilidad de la existencia de vida en otros planetas. Los diamantes puros se componen exclusivamente de carbono, pero la mayoría contiene pequeñas impurezas. No son buenos en el sector de la joyería, pero son inestimables en la investigación científica. Estas impurezas, denominadas inclusiones, han revelado que el metano «abiótico» es una fuente de energía para la vida en las profundidades de la Tierra.

Cuando el agua se encuentra con el ubicuo mineral olivino a presiones intensas, la roca se transforma en otro mineral, serpentina, mientras produce metano abiótico. Si los microbios pueden vivir empleando la energía química de las rocas a temperaturas y presiones extremas a tal profundidad, esto podría aplicarse a otros cuerpos planetarios.

El descubrimiento también impulsa la idea de que la vida se originó y evolucionó en las profundidades del planeta, no en los mares, la teoría más generalizada.

«El Deep Carbon Observatory ha producido pruebas importantes» a favor de esta hipótesis, afirma Jesse Ausubel, de la Universidad Rockefeller y asesor científico de la Alfred P. Sloan Foundation.

Los diamantes también proporcionaron a los investigadores del DCO evidencias de que las profundidades de la Tierra albergan más agua —la mayoría contenida en los cristales de los minerales en forma de iones, no en estado líquido— que los océanos del mundo. Como ocurre con el carbono, se cree que la subducción de las grandes placas continentales y oceánicas ha introducido agua en las profundidades del planeta.

Las alarmas de la Tierra

Los proyectos del DCO que supervisan los gases que expulsan los volcanes han dado lugar a la primera detección de un cambio de la proporción de las emisiones de CO2 respecto a las de dióxido de azufre (SO2) antes de la erupción de un volcán de Costa Rica, lo que aporta un posible sistema de alerta temprana.

«Era solo una teoría que la proporción de gases pudiera cambiar antes de una erupción, pero el DCO nos ha permitido confirmarla», afirmó Sami Mikhail, de la Universidad de St. Andrews. «Podría ser un timbre que nos indica cuándo hay alguien en la puerta».

Actualmente están supervisando varios volcanes cerca de áreas pobladas, como el Tungurahua, en Ecuador, el Etna, en Italia, y el Soufrière Hills, en la isla de Montserrat. Estos y otros centros de vigilancia de volcanes también han aportado pruebas definitivas de que las emisiones de CO2 de los volcanes representan una fracción diminuta comparadas con las de la quema de combustibles fósiles. Durante mucho tiempo, algunos negacionistas del cambio climático habían culpado a los volcanes del aumento de la concentración de CO2 en la atmósfera.

El futuro del DCO

Aunque la misión del DCO ha terminado, la comunidad internacional de científicos del carbono profundo seguirá con investigaciones actuales y futuras gracias al apoyo de becas de la NASA, la Fundación Nacional de Ciencias estadounidense, la Fundación de Investigación alemana, el Instituto Canadiense para la Investigación Avanzada y otras instituciones.

El Instituto de Física del Globo de París será la nueva sede del proyecto.

Este artículo se publicó originalmente en inglés en nationalgeographic.com.

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