Los humanos impactan la circulación de fluidos en el subsuelo profundo de la Tierra

Los entornos microbianos pueden verse alterados por cambios en la química del agua o por la llegada de nuevas comunidades

Expertos de la Universidad de Arizona han investigado cómo los humanos impactan el subsuelo profundo de la Tierra, una zona entre cientos de metros y varios kilómetros bajo la superficie.

“Observamos cómo se comparan las tasas de producción de fluidos con petróleo y gas con la circulación natural del agua y mostramos cómo los humanos han tenido un gran impacto en la circulación de fluidos en el subsuelo”, dijo en un comunicado Jennifer McIntosh, profesora del Departamento de Hidrología y Ciencias Atmosféricas de la Universidad de Arizona y autor principal de un artículo en la revista Earth’s Future que detalla los hallazgos.

“El subsuelo profundo está fuera de la vista y fuera de la mente de la mayoría de la gente, y pensamos que era importante proporcionar algún contexto a estas actividades propuestas, especialmente cuando se trata de nuestros impactos ambientales“, dijo el autor principal del estudio, Grant Ferguson, profesor adjunto del Departamento de Hidrología y Ciencias Atmosféricas de la Universidad de Arizona y profesor de la Escuela de Medio Ambiente y Sostenibilidad de la Universidad de Saskatchewan.

Según el estudio, se prevé que en el futuro estos flujos de fluidos inducidos por el ser humano aumenten con estrategias que se proponen como soluciones para el cambio climático. Dichas estrategias incluyen: el secuestro geológico de carbono, que consiste en capturar y almacenar dióxido de carbono atmosférico en rocas porosas subterráneas; producción de energía geotérmica, que implica hacer circular agua a través de rocas calientes para generar electricidad; y extracción de litio de salmueras subterráneas ricas en minerales para impulsar vehículos eléctricos.

“La gestión responsable del subsuelo es fundamental para cualquier esperanza de una transición verde, un futuro sostenible y mantener el calentamiento por debajo de unos pocos grados”, dijo Peter Reiners, profesor del Departamento de Geociencias de la Universidad de Arizona y coautor del estudio.

Producción de petróleo y gas natural

Con la producción de petróleo y gas natural, siempre hay una cierta cantidad de agua, típicamente salina, que proviene del subsuelo profundo, dijo McIntosh. El agua subterránea suele tener millones de años y adquiere su salinidad por evaporación del agua de mar antigua o por reacción con rocas y minerales.

Para una recuperación de petróleo más eficiente, se agrega más agua de fuentes cercanas a la superficie al agua salada para compensar la cantidad de petróleo extraído y mantener las presiones del yacimiento. Luego, el agua salina mezclada se reinyecta en el subsuelo. Esto se convierte en un ciclo de producción de fluido y reinyección al subsuelo profundo.

El mismo proceso ocurre en la extracción de litio, la producción de energía geotérmica y el secuestro geológico de carbono, cuyas operaciones involucran agua salina sobrante del subsuelo que se reinyecta. “Demostramos que las tasas de inyección de fluido o las tasas de recarga de esas actividades de petróleo y gas son mayores de lo que ocurre naturalmente”, dijo McIntosh.

Utilizando datos existentes de diversas fuentes, incluidas mediciones de movimientos de fluidos relacionados con la extracción de petróleo y gas y las inyecciones de agua para energía geotérmica, el equipo descubrió que las tasas actuales de movimiento de fluidos inducidas por las actividades humanas son más altas en comparación con cómo se movían los fluidos antes de la intervención humana.

Aumentos de las actividades

A medida que aumentan las actividades humanas como la captura y secuestro de carbono y la extracción de litio, los investigadores también predijeron cómo estas actividades podrían registrarse en el registro geológico, que es la historia de la Tierra registrada en las rocas que forman su corteza.

Las actividades humanas tienen el potencial de alterar no sólo los fluidos profundos del subsuelo sino también los microbios que viven allí, dijo McIntosh. A medida que los fluidos se mueven, los entornos microbianos pueden verse alterados por cambios en la química del agua o por la llegada de nuevas comunidades microbianas desde la superficie de la Tierra al subsuelo.

Por ejemplo, con la fracturación hidráulica, una técnica que se utiliza para romper rocas subterráneas con líquidos presurizados para extraer petróleo y gas, una formación rocosa profunda que anteriormente no tenía ningún número detectable de microbios podría tener un florecimiento repentino de actividad microbiana.