Crateres de Siberia: Siberia: el misterio de los craters de Siberia que explotan.

Richard Grey 

 20 de noviembre de 2020 

BBC Future

Traductor: Dr. Hugo P. Castello: investigador honorario de la Fundacion de Historia Natural 

" Felix de Azara".

En una península remota en el círculo polar ártico, están apareciendo enormes heridas en el permafrost,  algo que preocupa a los científicos brota del subsuelo. 

Apareció repentina y explosivamente, dejando una irregular marca de viruela en el paisaje. Alrededor del borde del cráter, la tierra es un revoltijo gris y desgarrado de hielo y terrones de permafrost. 

Las raíces de las plantas, recién expuestas alrededor del borde, muestran signos de quemado. Da una idea de cuán violentamente se materializó este agujero en medio del Ártico siberiano. Desde el aire, la tierra recién expuesta se destaca contra la tundra verde y los lagos oscuros que la rodean. 

Las capas de tierra y roca expuestas más adentro del agujero cilíndrico son casi negras y ya se está formando un charco de agua en el fondo cuando los científicos lo alcanzan. 

Entre ellos se encuentra Evgeny Chuvilin, geólogo del Instituto Skolkovo de Ciencia y Tecnología, con sede en Moscú, Rusia, que viajó a este rincón remoto de la península de Yamal, en el noroeste de Siberia, para echar un vistazo. 

Este agujero de 50 m (164 pies) de profundidad podría contener piezas clave de un rompecabezas que lo ha estado molestando durante los últimos seis años desde que se descubrió el primero de estos agujeros misteriosos en otra parte de la península de Yamal. 

 Ese agujero, que tenía alrededor de 66 pies (20 m) de ancho y hasta 171 pies (52 m) de profundidad, fue descubierto por pilotos de helicópteros que pasaban por encima en 2014, a unas 26 millas (42 km) del campo de gas Bovanenkovo ​​en la península de Yamal. 

Los científicos que lo visitaron, incluida Mariana Leibman, científica en jefe del Earth Cryosphere Institute, que ha estado estudiando el permafrost en Siberia durante más de 40 años, lo describieron como una característica completamente nueva en el permafrost. 

El análisis de imágenes satelitales reveló más tarde que el cráter, ahora conocido como GEC-1, se formó en algún momento entre el 9 de octubre y el 1 de noviembre de 2013. 

 El último cráter fue descubierto en agosto de este año por un equipo de televisión mientras pasaba volando con un equipo de científicos de la Academia Rusa de Ciencias durante una expedición con las autoridades locales en Yamal. 

Lleva el número total de cráteres confirmados que se han descubierto en Yamal y la península vecina de Gydan a 17.

Científicos del Instituto de Problemas de Petróleo y Gas de la Academia Rusa de Ciencias visitaron el cráter más nuevo durante una expedición a Yamal en agosto de 2020 (Crédito: Evgeny Chuvilin) .

 Pero exactamente qué está causando que aparezcan estos enormes agujeros en el permafrost y cuán repentinamente se forman sigue siendo en gran medida un enigma. 

También hay preguntas sin respuesta sobre lo que significan para el futuro del Ártico, junto con las personas que viven y trabajan alli. 

 Para muchos de los que estudian el Ártico, son una señal inquietante de que este paisaje frío y en gran parte despoblado del norte de nuestro planeta está experimentando cambios radicales. Sin embargo, investigaciones recientes ahora están comenzando a proporcionar algunas pistas sobre lo que podría estar sucediendo. 

Lo que está claro es que estos agujeros no se están formando debido a un hundimiento gradual a medida que el permafrost se derrite y se desplaza por debajo de la superficie. 

Explotan .

 “A medida que ocurre la explosión, se lanzan bloques de tierra y hielo a cientos de metros del epicentro”, dice Chuvilin. “Nos enfrentamos aquí con una fuerza colosal, creada por una presión muy alta. Por qué es tan alto sigue siendo un misterio”. 

El misterio de la tierra en explosión de Siberia (Crédito de la imagen: Vasily Bogoyavlensky/ OGRI RAS/Getty Images) .

 Chuvilin forma parte de un grupo de científicos rusos, en colaboración con colegas de todo el mundo, que han estado visitando estos cráteres para tomar muestras y medir con la esperanza de comprender más sobre lo que sucede debajo de la tundra. 

Algunos científicos han comparado los cráteres con criovolcanes, volcanes que arrojan hielo en lugar de lava, que se cree que existen en algunas de las partes distantes de nuestro sistema solar en Plutón, la luna Titán de Saturno y el planeta enano Ceres. 

Pero a medida que se han estudiado más cráteres árticos en varias etapas de su evolución, se los conoce como "cráteres de emisión de gases".

 El nombre da alguna pista de cómo se cree que se forman. "El análisis basado en imágenes satelitales muestra que una explosión hace un agujero gigante en el lugar de un pingo o montículo", dice Chuvilin. Los pingos son colinas en forma de cúpula que se forman cuando una capa de suelo congelado es empujada hacia arriba por el agua que logró fluir por debajo y comenzó a congelarse. 

A medida que el agua se congela, se expande para crear un montículo. 

También conocidos en Rusia por el nombre local yakuto "bulgunnyakhs", tienden a subir y bajar con las estaciones. Se ha encontrado que algunos en Canadá tienen hasta 1200 años. 

Sin embargo, en la mayor parte del Ártico, estos montículos tienden a colapsar sobre sí mismos en lugar de explotar. 

 Hay evidencia de que el ciclo de vida del cráter de emisión de gas puede ser muy corto, oscilando entre 3 y 5 años – Alexander Kizyakov .

Está claro que los montículos en el noroeste de Siberia se están comportando de manera diferente.

Se hinchan “muy rápido, alcanzando varios metros” antes de explotar repentinamente, explica Chuvilin. 

Y en lugar de congelar el agua, el levantamiento parece ser causado por una acumulación de gas debajo del suelo. 

“Los pingos tardan décadas en formarse y duran mucho tiempo”, dice Sue Natali, ecóloga del Ártico que estudia el permafrost y directora del programa del Ártico en el Centro de Investigación Climática Woodwell en Woods Hole, Massachusetts. 

“Estos montículos llenos de gas se forman en el orden de los años”. Un estudio de los anillos de los árboles en los arbustos de sauce encontrados entre los escombros arrojados por la explosión que creó el primer cráter descubierto en 2014 sugiere que las plantas habían estado experimentando estrés desde la década de 1940.

 Los investigadores dicen que esto podría deberse a la deformación del suelo. Sin embargo, hay evidencia de que el ciclo de vida de los cráteres de emisión de gas puede ser muy corto, de 3 a 5 años”, dice Alexander Kizyakov, criolitólogo de la Universidad Estatal Lomonosov de Moscú en Rusia. 

Un cráter que se formó a principios del verano de 2017, conocido como SeYkhGEC, se encontró en imágenes de satélite que comenzó a deformar el suelo por primera vez en 2015. 

Para entender más acerca de cómo se forman los cráteres, los científicos se sumergieron en los profundos agujeros para tomar muestras (Crédito: Sylvia Buchholz/Alamy) 

 Se han encontrado cicatrices y montículos similares relacionados con las emisiones de bolsas de gas en el fondo del mar de Kara, justo al lado de la península de Yamal, y se han encontrado otros en el mar de Barents. 

Pero hasta ahora, dice Natali, no se ha encontrado nada similar en tierra en otras partes del Ártico. 

Algo sobre el permafrost en Yamal y Gydan los hace propensos a estos montículos explosivos. 

“Hay algunos rasgos característicos del paisaje allí”, dice ella. 

“Es un área donde hay una capa de hielo muy gruesa, llamada hielo tabular, que forma una capa sobre el permafrost. También es un área donde hay muchas características conocidas como cryopeg, que son áreas de suelo no congelado rodeadas de permafrost, una especie de sándwich de permafrost. 

La tercera característica son los depósitos muy profundos de gas y petróleo”. 

Un cráter examinado recientemente por Chuvilin, un agujero de 66 pies de ancho (20 m) conocido como el cráter Erkuta por el río en cuya llanura de inundación apareció, parece haberse formado en el lugar de un lago en forma de meandro seco. Cuando el lago desapareció, dejó atrás un trozo de tierra no congelada debajo de él conocido como talik, donde luego se acumuló gas. 

Pero Chauvilin dice que la fuente exacta aún no está clara. “La cuestión clave en la investigación de cráteres es identificar la fuente de gas que se acumula bajo la superficie del permafrost”, dice Chuvilin. 

“Una vez que el cráter está allí, el gas ya se ha ido”. Seguir la evolución de estos montículos y cómo llega el gas es ahora una intensa fuente de estudio. 

"Es intrigante que pueda estar ocurriendo un proceso geoquímico nuevo o previamente desconocido que nunca hubiéramos imaginado", dice Natali. 

Los investigadores lo suficientemente valientes como para descender en rappel hacia los cráteres han encontrado niveles elevados de metano en el agua que se acumula en el fondo, lo que sugiere que el gas puede estar burbujeando desde abajo. 

Una de las principales teorías es que estos depósitos profundos de gas metano debajo del permafrost encuentran su camino hacia la bolsa de suelo no congelada debajo de la capa de hielo. 

Otra idea es que los altos niveles de dióxido de carbono disuelto en el agua en estos bolsillos sin congelar comienzan a burbujear a medida que el agua comienza a congelarse, y el agua restante no puede retener el gas disuelto. 

 Una fuente alternativa tanto de metano como de dióxido de carbono podrían ser los microorganismos que prosperan en la bolsa descongelada del suelo que descompone el material orgánico y libera los gases, dice Chuvilin. 

El análisis isotópico del metano en un cráter particularmente dramático pareció confirmar esto, pero se ha encontrado que la actividad de los microbios productores de metano es particularmente baja en los lagos en el fondo de los cráteres recientemente formados, incluso para las condiciones frías en las que se encuentran. se encuentran. 

Pero el metano también podría estar saliendo del propio hielo. 

Un cierto numero de crateres han sido encontrado cerca de lagosa termokarsticos  de Yamal y la region vecina de Gyrdan-en este mapa se muestra la ubicacion de 7 de ellos ( Credito Greg Fiske). 

Los gases pueden quedar atrapados dentro de los cristales de agua en el permafrost para formar un extraño material congelado conocido como hidrato de gas.

 A medida que se derrite, el gas se libera. “Se piensa que puede haber diferentes mecanismos de formación que difícilmente pueden ser descritos por un solo modelo”, dice Chuvilin. “Mucho depende del medio ambiente y el paisaje”. 

Se ha encontrado al menos un cráter en el lecho de un río, señala. 

Independientemente de la fuente, se cree que el gas se acumula en la bolsa de tierra no congelada, , mpujando la capa de hielo tabular sólida hacia arriba de 16 a 19 pies (5 a 6 m) hasta que se rompe como un hervor. 

Aunque es gráfica, la analogía del furúnculo no es mala, al igual que los usuarios de Internet están fascinados con los videos de granos estallando, por lo que algunos científicos se sienten atraídos por los cráteres de Yamal. “

Fue la combinación de lo desconocido y el riesgo relacionado con estos cráteres eso me atrajo”, admite Natali.

Cuando finalmente estallan, ciertamente parecen ser espectaculares.

 El lodo y el hielo por encima de la bolsa llena de gas, junto con gran parte del material en la propia sección descongelada, se lanzan hacia el exterior hasta una distancia de 980 pies (300 m). 

La fuerza es tan grande que bloques de tierra de hasta 3 pies (1 m) de ancho son arrojados hacia afuera, dejando un cráter con un parapeto elevado, una boca ancha y un agujero cilíndrico más estrecho, que se cree que es el bolsillo no congelado, queda atrás. 

Los pastores de renos locales informaron haber visto llamas y humo después de la explosión de un cráter en junio de 2017 a lo largo de las orillas del río Myudriyakha. Los aldeanos de la cercana Seyakha, un asentamiento a unas 20,5 millas (33 km) al sur del cráter, afirmaron que el gas siguió ardiendo durante unos 90 minutos y que las llamas alcanzaron 13-16 pies (4-5 m) de altura. 

 Durante uno o dos años, los bordes de la herida oscura y furiosa se erosionan y se llenan de agua. En esta región escasamente poblada del mundo, que uno ocurra tan cerca de un asentamiento ha generado preocupación.

 La región también está salpicada de tuberías para la infraestructura de petróleo y gas que intentan llegar a los depósitos de combustibles fósiles enterrados bajo el permafrost. 

Ella y sus colegas han estado tratando de responder a esta pregunta en particular buscando signos de otros cráteres en imágenes satelitales de alta resolución. 

Una vez que encontramos algo que parece un cráter, usamos series de tiempo de imágenes de muy alta resolución  de imágenes satelitales del mismo lugar tomadas en diferentes momentos para tratar de determinar cuándo se formaron”, dice. 

Su trabajo parece sugerir que hay más cráteres de lo que se creía anteriormente. “Hasta ahora hemos confirmado y validado dos nuevas ubicaciones de cráteres. 

Teniendo en cuenta que en 2013 no sabíamos nada sobre ellos, parece muy probable que haya más por ahí”. 

El equipo de Natali descubrió un tercer cráter nuevo, en los resultados publicados en febrero de 2021. Habían identificado otros 17 cráteres posibles, pero el análisis de imágenes de alta resolución los llevó a concluir que es posible que no se hayan formado a partir de emisiones de gases explosivos. 

"Es difícil validarlo por completo hasta que podamos estar en el terreno", agrega Natali. 

Su investigación ha identificado una serie de otros cambios abruptos en el paisaje de la región que no se habían detectado antes en relación con el deshielo del permafrost. En total, detectaron un cambio del 5% en el paisaje entre 1984 y 2007.

 Eventualmente, Natali y su equipo esperan recopilar suficientes datos para poder automatizar el proceso de búsqueda de cráteres. 

Su objetivo es crear un algoritmo que pueda predecir los cráteres antes de que se formen buscando posibles montículos de emisión de gas en las imágenes de satélite.

 Esperamos llegar a un punto en el que podamos verlos antes de que se formen”, dice Natali. 

“Ese es el tipo de información que particularmente desea saber cuando esto sucede en un área donde vive gente, hay oleoductos y otra infraestructura de gas y petróleo”. 

Desentrañar exactamente qué tan comunes son estos cráteres es actualmente un proceso lento. 

Después de su nacimiento violento, la mayoría parece desaparecer en el paisaje casi con la misma rapidez: el vacío que dejó la explosión cerca de Seyakha, que medía 70 m (230 pies) de ancho en algunos lugares y más de 50 m (164 pies) de profundidad, se inundó con agua en solo cuatro días. por su proximidad al río. 

Esta transición de hoyo a lago parece ser un final bastante inocuo para un evento dramático. 

Otros cráteres tardan más en inundarse, pero después de un año o dos, los bordes de la herida oscura y furiosa se erosionan y se llenan de agua hasta volverse casi indistinguibles de los miles de otros pequeños lagos redondos, conocidos como lagos termokarst, que salpican el paisaje. 

Todavía no está claro exactamente cuántos de estos lagos son cicatrices de cráteres de emisión de gases. "Es probable que algunos de los lagos en el permafrost sean cráteres de emisión de gases inundados", dice Kizyakov. 

"Es demasiado pronto para decir qué tan común es esto como un mecanismo de formación de lagos". 

Algunos investigadores han tratado de identificar antiguos cráteres de emisión de gases midiendo las sustancias químicas disueltas en lagos característicos, pero no han podido identificar ningún patrón. 

"Los cráteres son un indicador muy impactante de lo que está sucediendo en el Ártico en general – Sue Natali. #

Descubrir qué tan comunes son estos eventos es impulsado por algo más que la simple curiosidad. Existe una creciente preocupación de que la aparición de los cráteres en el noroeste de Siberia pueda estar relacionada con cambios más amplios que se están produciendo en el Ártico debido al cambio climático.

 Las temperaturas del aire en la superficie del Ártico se están calentando al doble de la tasa promedio mundial, lo que está aumentando la cantidad de permafrost que se descongela durante los meses de verano. Esto en sí mismo está transformando el paisaje ártico, lo que lleva a hundimientos y deslizamientos de tierra conocidos como derrumbes por deshielo. Siberia cuenta con quizás la depresión de deshielo más grande del planeta: la mega depresión de Batagaika, que pasó de ser solo un barranco en la década de 1960 a tener casi 3,000 pies (900 m) de ancho. 

(Obtenga más información sobre la mega depresión que los lugareños llaman "la puerta del infierno." )

 No hay ningún otro lugar en el planeta que yo sepa que el cambio climático está causando que la estructura física del suelo cambie", dice Natali. 

Atrapado dentro del permafrost del Ártico hay enormes cantidades de carbono, aproximadamente el doble de la cantidad actual en la atmósfera. 

Se encuentra principalmente en forma de restos congelados de plantas y otros materiales orgánicos, junto con el metano que ha quedado atrapado dentro de los cristales de hielo, los hidratos de gas que Chuvilin menciona anteriormente. 

A  medida que el suelo se descongela, permite que los microorganismos descompongan la materia orgánica, liberando metano y dióxido de carbono como subproductos, mientras que el metano atrapado en el hielo también se libera. 

La infraestructura de gas y petróleo salpican el paisaje en el noroeste de Siberia: el campo de gas de Bovanenkovo ​​estaba a solo 26 millas de uno de los cráteres (Crédito: Alexander Nemenov/Getty Images) .
Como un potente gas de efecto invernadero, este metano que se escapa del permafrost tiene el potencial de acelerar el calentamiento global y, por lo tanto, impulsar aún más el derretimiento. 

Pero en Yamal, los cráteres han planteado la posibilidad de otro proceso que añade aún más incertidumbre al complejo ciclo de retroalimentación entre el aumento de las temperaturas, el deshielo del permafrost y la liberación de gases de efecto invernadero. 

Si resulta que los depósitos de metano atrapados en las profundidades subterráneas por el permafrost comienzan a filtrarse hacia arriba a través de las capas normalmente impenetrables del permafrost, podría ser una señal de que la capa de hielo congelada sobre la tundra se está volviendo más permeable. Esto podría introducir nuevos niveles de incertidumbre sobre cómo es probable que los cambios en el Ártico afecten un calentamiento global más amplio en el planeta.

Cuando aparecen por primera vez, los cráteres son una vista espectacular ya que la explosión arroja tierra y hielo para dejar un profundo vacío cilíndrico (Crédito: Vasily Bogoyavlensky / Getty Images)

  Los cráteres son un indicador muy impactante de lo que está sucediendo en el Ártico en general”, dice Natali. “Cuando miras los cambios que están ocurriendo en este panorama, algunos ocurren gradualmente y otros abruptamente. 

Muy pocos están ocurriendo de manera explosiva, pero llama la atención sobre cómo todos estos cambios contribuyen a los gases de efecto invernadero en la atmósfera”. Si bien el misterio de los cráteres de Yamal aún no se ha resuelto por completo, lo que se ha descifrado hasta ahora sugiere que tal vez deberíamos observarlos con atención en el futuro. 

* Este artículo se actualizó el 4 de diciembre para reflejar los últimos resultados del equipo de Sue Natali que indican que los 17 posibles cráteres emisores de gas que habían identificado probablemente no se hayan formado de esta manera. Se realizó una nueva actualización el 16 de febrero para incluir detalles de un tercer cráter emisor de gas nuevo descubierto por el equipo de Natali.