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Número Especial I: 51-58, 2004
AMBIENTES INFLUIDOS POR EMANACIONES NATURALES DE HIDROCARBUROS
Y GAS EN EL SUROESTE DEL GOLFO DE MÉXICO
Environments influenced by natural sites of gas and fossil
hydrocarbon seeps in the SW Gulf of Mexico
LA Soto
, S Sánchez-García, D López-Veneroni
(LAS) Laboratorio de Ecología del Bentos ICMyL, UNAM, México
D. F., Apdo. Postal 70-305, MEXICO 04510 [email protected]
(SSG) Instituto de Química, UNAM, (DLV) Instituto Mexicano del Petróleo
Ensayo recibido: 11 de agosto de 2004
Ensayo aceptado: 28 de septiembre de 2004
RESUMEN. En el suroeste del Golfo de México, sobre la plataforma y el talud Continental, son comunes los sitios naturales de emanación de hidrocarburos fósiles y de gas metano. Es importante destacar que estas emanaciones naturales constituyeron inicialmente el
único medio de detección en superficie de los grandes yacimientos actualmente sujetos a explotación. Aparte de su obvia relevancia
como fuentes potenciales de gas e hidrocarburos, en el ambiente marino las emanaciones también representan fuentes permanentes
de contaminación. Tanto los hidrocarburos fósiles como el gas metano representan productos biogénicos que pueden ser empleados
en el metabolismo de bacterias hidrocarbonoclásticas y metanogénicas; a través de mecanismos quimiosintéticos, estos microorganismos,
tienen la capacidad de transformar estos productos en fuentes importantes de carbono orgánico, el cual puede posteriormente ser
transferido a través de una trama trófica de organismos heterótrofos, asociada a una fuente natural de emisión de hidrocarburos. En
este sector del Golfo de México, las actividades de exploración, explotación, derrames y transporte de hidrocarburos fósiles han sido
considerables en las últimas tres décadas, por lo cual la vigilancia de los efectos de la contaminación antropogénica del medio marino
constituye un tema prioritario de investigación. Los fenómenos de emisión se manifiestan de diferentes modalidades: son puntuales y
propensos a experimentar migraciones horizontales, dependiendo de la naturaleza litológica del yacimiento o de la perturbación mecánica de las operaciones de extracción; también pueden representar fenómenos episódicos o efímeros difícil de ser detectados por la
instrumentación oceanográfica convencional; de igual forma, pueden acusar cambios en la intensidad del flujo así como en la persistencia del mismo. Estos ambientes particulares representan laboratorios naturales cuyo estudio brinda facilidades óptimas para entender los complejos fenómenos oceanográficos que hacen posible la dispersión, dilución, degradación, y bioacumulación de elementos
químicos que alteran el equilibrio del ambiente oceánico.
Palabras clave: emanaciones naturales de hidrocarburos y gas, Sonda de Campeche, Golfo de México.
ABSTRACT. In the SW of the Gulf of Mexico on the Continental Shelf and the Slope natural sites of gas and fossil hydrocarbon seeps
are common. Their casual detection on ocean surface constituted initially the only evidence of the large fossil fuel deposits currently
under exploitation in this region. Aside from their obvious relevance as potential sources of gas and hydrocarbons, in the marine
environment seeping areas also represent a permanent source of contamination. The input of fossil hydrocarbon and methane gas in
sea-water, represents biogenic products that can be used in the metabolism of hydrocarbonoclastic and methanogenic bacteria; through
chemosynthetic mechanisms. These microorganisms have the capacity to transform these products into important organic carbon
sources, which can later be transferred through a heterotrophic trophic web associated to a natural hydrocarbon emission site. In this
region, the activities of exploration, operation, accidental or chronic spills and fossil hydrocarbon transport have somewhat intensified in
last the three decades, thus the monitoring of anthropogenic contamination effects upon the marine environment is a high-priority
research subject. The emission phenomena may occur in different modalities: they can be restricted to a small area, though prone to
experience horizontal migrations, depending on the lithological structure of the deposit or the mechanical disturbance caused by the
extraction operations. They can also represent episodic or ephemeral phenomena difficult to be detected by conventional oceanographic
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instrumentation; similarly, they may experience changes in the intensity and persistence of the flow. These particular environments
represent natural laboratories that can be used to expand our knowledge on the complex oceanographic phenomena responsible for the
dispersion, dilution, degradation, and bioaccumulation of chemical elements that alter the balance of the oceanic environment.
Key words: oil and gas natural seeps, Campeche Sound, Gulf of Mexico.
El Golfo de México es una de las regiones petroleras más productivas del mundo, principalmente la región de
la Sonda de Campeche situada en el sector suroeste. Cabe
señalar que la fuente de petróleo que se encuentra en la
cuenca de la Sonda de Campeche representa aproximadamente el 70 % del total de las reservas y producción petroleras mexicanas (Guzmán-Vega & Mello 1999). La investigación ecológica recientemente practicada en el suroeste
del Golfo de México, en donde tienen lugar las principales
operaciones de extracción y producción de hidrocarburos
fósiles por parte de PEMEX (Soto & Escobar 1995;
Heileman-Manickhand et al. 1998; Soto et al. 1999), revela
que dicho sistema destaca por su notable biodiversidad y
su estabilidad espacio-temporal. La complejidad estructural
de sus diferentes subcomponentes bióticos (plancton/
necton/bentos) permite al sistema adquirir ciertas capacidades de resiliencia a través de las cuales puede absorber
perturbaciones ambientales naturales o antropogéncias sin
alterar la estructura funcional de cada uno de sus
subcomponentes.
El suroeste del Golfo de México representa un sistema hidrodinámico dominado por un giro ciclónico que al
combinarse con las condiciones meteorológicas anuales,
contribuye al establecimiento de procesos de estratificación
o de homogeneización de las masas de aguas neríticas, así
como de fenómenos de convergencia frente a los ambientes sujetos a la influencia ribereña de los principales ríos,
Coatzacoalcos y Grijalva-Usumacinta, en dicha región (Figura 1). Estos procesos hidrodinámicos ejercen una influencia considerable sobre el proceso de acoplamiento que ocurre entre los compartimientos de los productores primarios
y secundarios del plancton y necton, y los pertenecientes al
fondo marino o bentónico.
El ambiente de plataforma continental es un sistema subsidiado por las aportaciones de materiales orgánicos y de nutrientes de origen epicontinental; tanto los drenes
de los ríos Coatzacoalcos y Usumacinta-Grijalva, como los
flujos provenientes de las lagunas costeras enriquecen con
materiales alóctonos, los cuales se depositan a lo largo de
la plataforma continental interna y media. Sin embargo, el
volumen de estos materiales representa un superávit en el
balance energético del sistema de plataforma continental,
que no es utilizado en procesos biológicos de producción, y
los excedentes son finalmente exportados al mar profundo
adyacente (Cañón de Campeche y Depresión de Sigsbee).
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Figura 1. Sector suroeste del Golfo de México, y batimetría general de la
Sonda de Campeche indicando las dos provincias sedimentarias y la
zona de plataformas petroleras.
Figure 1. Southwestern sector of the Gulf of Mexico, and general
bathymetry of Campeche Sound showing the two sedimentary provinces
and the zone of marine platforms
En este escenario ambiental, existen sobre la plataforma y el talud continentales del suroeste del Golfo de
México, sitios naturales de emanación de hidrocarburos fósiles y de gas metano. Es importante destacar que estas
emanaciones naturales constituyeron inicialmente el único
medio de detección en superficie de los grandes yacimientos actualmente sujetos a explotación. Aparte de su obvia
relevancia como fuentes potenciales de gas e hidrocarburos, en el ambiente marino, las emanaciones también representan fuentes permanentes de contaminación. Aquellos ambientes terrestres o marinos, en donde se presentan
estos fenómenos, se caracterizan por la filtración o emisión
natural de hidrocarburos líquidos o gaseosos, provenientes
de acumulaciones de aceite o gas natural. La mayoría de
los sitios de emisión de hidrocarburos corresponden a provincias geológicas en donde predominan las rocas
sedimentarias o ígneas, asociadas a gruesos estratos
sedimentarios (Figura 2). Tales sitios normalmente coinciden en áreas geográficas caracterizadas por su actividad
tectónica o volcánica como las que se distinguen en torno
al arco circum-Pacífico, en donde existe una alta incidencia
de emanaciones naturales (Wilson et al. 1974). En el norte
del Golfo de México hay un número considerable de filtraciones submarinas en el margen continental de Texas,
Louisiana y Florida (Paull et al. 1984; Kennicutt et al. 1985).
Soto, Sánchez-García, López-Veneroni t Emanaciones Naturales de Hidrocarburos y Gas en el SW del Golfo de México
Figura 2. Diagrama esquemático de una emanación submarina. El
fallamiento de las capas sedimentarias permite la migración del petróleo
y gas desde su reservorio hacia piso marino y columna de agua. La parte
superior de la figura corresponde al registro en un ecograma de plumas
de hidrocarburo en la Sonda de Campeche (Modificado de Núñez et al.
2004).
Figure 2. Schematic diagram of a submarine seep. Faulting of the
sedimentary layers allows the migration of oil and gas from its reservoir
intro the sea floor and water column. The upper panel of the figure
corresponds to echogram marks of hydrocarbon plumes in Campeche
Sound (Modified from Núñez et al. 2004).
Las emanaciones o filtraciones se originan como
consecuencia de la geodinámica que se presenta en áreas
de fallamiento, por fracturas en deformaciones diapíricas,
o bien por mecanismos de intrusión de rocas sedimentarias
o ígneas y emanación directa desde la roca madre (Paull
et al. 1984; Kennicutt et al. 1985; Wade et al. 1989).
La persistencia e intensidad de estos procesos de
emanación constituyen fuentes de perturbación ambiental
escasamente estudiados en nuestro país (González-Macías
1997). Es indudable que se requiere documentar el efecto
local que implica para los distintos componentes del
ecosistema marino, la presencia de hidrocarburos y gas
provenientes de fuentes puntuales. Asimismo, es necesario determinar la posible incorporación de estas formas de
carbono orgánico autóctono en la trama trófica bentónica y
la bioacumulación de componentes de hidrocarburos aromáticos que puedan tener efectos agudos de toxicidad.
IMPORTANCIA AMBIENTAL
De acuerdo con el Consejo Nacional de Investigación de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados
Unidos, las emisiones naturales de petróleo representan
en escala global, aproximadamente el 46 % anual de la
aportación de hidrocarburos al ambiente oceánico. Las estimaciones de emanaciones de hidrocarburos fósiles al
medio marino registradas por Wilson et al. (1974) en el Golfo
de México, permitieron a estos autores reconocer al sector
norte del Golfo como de baja tasa de aportación (0.1 barril/
día por 1 000 mi2); mientras que en el suroeste del Golfo, la
tasa estaría en el orden de 100 barriles/día por 1 000 mi2.
Las cantidades de hidrocarburos fósiles emanadas al medio marino se han calculado en 2.30 m3 (140 barriles) en
1 000 km2/día y una cantidad de 20 000 m3/año/1 000 mi2
(126 000 barriles/año/1 000 mi2) en algunas emanaciones
localizadas en el talud continental frente a la costa de
Louisiana (MacDonald et al. 1993). La Zona Económica
Exclusiva de México (ZEE), del Golfo de México fue clasificada por Wilson et al. (1974) como una región con un alto
potencial de emisiones, de acuerdo a sus características
geológicas y geoquímicas. Algunas emisiones han sido localizadas en la Laguna de Tamiahua, Tampico, México
(Geyer & Giammona 1980). Información reciente sobre el
volumen estimado de hidrocarburos filtrado a través del
fondo marino en la Sonda de Campeche es de aproximadamente 61.5 m3/día (387 barriles/día) o un equivalente a
22 443 m3/año y se le atribuye un origen petrogénico (NúñezFarfán et al. 2004).
En esta región, las actividades de exploración, explotación, derrames y transporte de hidrocarburos fósiles
han sido considerables en las últimas tres décadas, por lo
cual la vigilancia de los efectos de la contaminación
antropogénica del medio marino constituye un tema prioritario de investigación. En consecuencia, diversos estudios
se han abocado a la tarea de cuantificar la concentración
de hidrocarburos fósiles en sedimentos, organismos, columna de agua y a la determinación de sus propiedades
fisicoquímicas, de degradación y biodegradación, e
intemperización. Sin embargo, el impacto deletéreo sobre
comunidades biológicas principalmente, las bénticas expuestas a hidrocarburos fósiles a emisiones crónicas o intermitentes, es aún incierto.
MÉTODOS DE DETECCIÓN
Las emanaciones en el piso oceánico pueden ser
detectadas a través de datos geofísicos, muestras de sedimentos, presencia de fauna quimiosintética o bien por
sensores remotos. Las manchas de petróleo fósil de la superficie marina originadas por emanaciones naturales pueden también ser detectadas y cuantificadas por sensores
satelitales (MacDonald et al. 1993). Actualmente, la detección de filtraciones o fugas accidentales de hidrocarburos
puede realizarse mediante imágenes de radar, las cuales
pueden ser obtenidas independientemente de la hora y condiciones climáticas imperantes.
En el suroeste del Golfo de México, específicamente
en la Sonda de Campeche, no existen registros suficientes
sobre los efectos de los hidrocarburos fósiles o metano en
el subsistema béntico. En contraste, en el norte del Golfo
de México (i.e. costa de Louisiana y Texas y escarpado de
Florida) se han documentado en forma detallada la posi53
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ción geográfica, las condiciones ambientales generadas por
la emisión, así como los volúmenes estimados de descarga
de fluido a la columna de agua supra-adyacente (MacDonald
et al. 1993; Wilson et al. 1974). Particular énfasis se ha dado
en estas investigaciones, a la descripción de la composición comunitaria de organismos epibénticos heterótrofos,
cuya principal fuente de carbono orgánico se deriva de la
transformación quimiosintética efectuada por bacterias capaces de utilizar la energía química de compuestos altamente tóxicos para el metabolismo respiratorio de los organismos metazoarios. Esta complejidad biológica se manifiesta en una alta biomasa que destaca notablemente ante
la pobreza propia de los ambientes profundos (Kennicutt et
al. 1988).
COMPOSICIÓN Y NIVELES DE HIDROCARBUROS
EN EMANACIONES NATURALES
La plataforma norte del Golfo de México (frente a
los estados de Texas y Louisiana de Estados Unidos) ha
sido el foco de atención de importantes esfuerzos de investigación, gracias a los cuales se ha logrado un notable avance en el conocimiento de la química, física, geología, taxonomía y ecología de las emanaciones submarinas. Kennicutt
et al. (1988) detectaron altas concentraciones de material
orgánico extraíble y perfiles de hidrocarburos similares a
los de petróleo en zonas de emanaciones naturales, mismas que contrastan con los niveles y tipos de hidrocarburos de ambientes no influidos por éstas. De acuerdo con
Wade et al. (1989) los organismos asociados a las emanaciones presentan concentraciones significativamente altas
de hidrocarburos policíclicos aromáticos; las concentraciones más altas se encontraron en organismos sésiles en
comparación con aquellos móviles. De hecho, las comunidades bentónicas adyacentes a emanaciones naturales del
Golfo de México utilizan compuestos reducidos (H2S, CH4)
como fuente de energía (Brooks et al. 1987).
COMUNIDADES BIÓTICAS ASOCIADAS A SITIOS DE
EMANACIÓN
La exploración geofísica del talud continental del
norte del Golfo de México ha revelado la existencia de comunidades bentónicas asociadas a sitios de emanación
natural de hidrocarburos fósiles y de gas metano entre los
meridianos de 95o y 88 o W a profundidades que oscilan
entre los 300 y los 2 200 m. Estas exóticas comunidades
quimiosintéticas se han registrado hasta los 3 600 en la base
del escarpado de Florida (Paull et al. 1984). En virtud de su
alta relevancia ecológica, estas comunidades son frágiles
dada su susceptibilidad a ser perturbadas por efectos mecánicos originados por las actividades de exploración o extracción de la industria petrolera (MacDonald et al. 1996).
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El componente autotrófico en estas comunidades está representado por bacterias quimiotróficas que emplean la
energía química contenida en compuestos como el metano
o el ácido sulfhídrico para la fijación del CO2. Varios de los
organismos heterótrofos característicos de este tipo de
microambientes en el mar profundo (gusanos vestimentíferos, bivalvos vesycomidos y almejas lucinidae y
thyasaridae infaunales) alojan en sus tejidos a estas bacterias como endosimbiontes (Figura 3). La variación en la
complejidad de estas comunidades bióticas depende de las
condiciones físico-químicas de cada sitio; de igual forma se
infiere que los grupos tróficamente asociados (moluscos,
crustáceos, peces), sean también contrastantes, particularmente las que habitan por debajo de los 1 000 m. Las propiedades de resiliencia y estabilidad de este tipo de comunidades quimioautotróficas constituyen aún temas controvertidos que requieren mayor investigación.
ISÓTOPOS ESTABLES DEL CARBONO EN EMANACIONES NATURALES
Los isótopos estables de elementos biogeoquímicamente activos (carbono, nitrógeno, hidrógeno, oxígeno y azufre) han sido utilizados en análisis ambientales,
geológicos, ecológicos, geoquímicos, bioquímicos,
oceanográficos e hidrológicos. En estos estudios el uso de
isótopos estables se basa en la fraccionación que sufren
éstos durante particiones por procesos fisicoquímicos, biológicos y geológicos.
El carbono es un compuesto biogeoquímicamente
activo por lo que cicla activamente entre la atmósfera,
litósfera, hidrósfera y biósfera. Los diversos procesos y
reservorios por los que transita este elemento pueden ser
identificados y seguidos mediante el uso de isótopos estables. El método se basa en que en los procesos químicos,
físicos y metabólicos existen cambios en la proporción de
isótopos que son pequeños pero apreciables.
El carbono es un elemento predominante del petróleo ya que constituye más del 84 % de la composición
elemental (Hunt 1979). A su vez, este elemento esencial en
los sistemas biológicos donde es utilizado para la formación de estructuras, y es una fuente de energía para los
procesos vitales básicos.
Aun cuando el origen del petróleo es biológico, la
acumulación de la materia orgánica y su transformación
durante la diagénesis, catagénesis y metamorfismo generan compuestos que pueden ser nocivos para la biota. Por
lo anterior, es importante conocer el origen y los flujos de
compuestos del petróleo en un ecosistema. En este sentido, los isótopos estables del carbono son de utilidad debido
a que su composición isotópica se mantiene relativamente
constante durante su transferencia a través de una trama
Soto, Sánchez-García, López-Veneroni t Emanaciones Naturales de Hidrocarburos y Gas en el SW del Golfo de México
trófica, por lo que puede ser empleada para conocer la dieta de algún organismo (Fry & Sherr 1984), y por ende la
fuente original del carbono.
El nitrógeno, en contraste con el carbono, constituye menos del 0.5 % de la composición elemental del petróleo. En el petróleo, el nitrógeno se encuentra principalmente en los asfaltos como tioles, benzotiofenos, quinolinas y
carbazoles (Hunt 1979). En los sistemas marinos, el nitrógeno es importante porque forma parte de los nutrientes
asimilados por el fitoplancton y plantas marinas durante la
fotosíntesis. Debido a su amplio intervalo de estados de
oxidación, este elemento se presenta como una variedad
de compuestos disueltos (nitrito, nitrato, amonio) con diferentes grados de reactividad (Sharp 1991).
La medición de isótopos estables de nitrógeno (15N
14
y N) en un ambiente es de utilidad porque permite determinar el origen de la materia orgánica de una cadena trófica,
los procesos biogeoquímicos predominantes que ocurren
en ese ambiente y la posición trófica de un organismo en
particular dentro de un ecosistema (Owens 1987).
ESTUDIOS ISOTÓPICOS EN EL SW DEL GOLFO DE
MÉXICO
En el sur del Golfo de México se han realizado estudios de isótopos estables por diversos autores, con un
enfoque interdisciplinario en la Bahía de Campeche. Estos
trabajos se han aplicado a análisis ecológicos para determinar la principal fuente de carbono en tramas tróficas por
medio de la relación isotópica de δ13C/12C y reconocer la
complejidad trófica por medio de la relación isotópica de
15 14
N/ N en comunidades bentónicas marinas y estuarinas
de la región. Soto et al. (1981) analizaron valores isotópicos
del carbono en sedimentos y organismos para inferir la fuente principal de carbono en la comunidad bentónica. Las especies analizadas indican que utilizaron carbón orgánico de
tipo biogénico representado por material vegetal originado
en la Laguna de Términos y el sistema Grijalva-Usumacinta.
Asimismo, Soto & Escobar (1995) realizaron mediciones de
δ13C y de 15N, en organismos bentónicos de la plataforma
continental del suroeste del Golfo de México. Los resultados de isótopos de N indican que la composición dominante correspondió a los organismos de la macrofauna
epibéntica (decápodos, crustáceos y peces) que presentan
valores característicos de niveles tróficos altos.
Por otro lado, Botello et al. (1987) efectuaron estudios de 13C en sedimentos en el Banco de Campeche, con
el objeto de caracterizar las diferentes fuentes de carbono
orgánico. Los resultados de 13C mostraron poca variación
entre sí, por lo que se infiere que en el Banco de Campeche
las fuentes de carbono son tanto de origen continental como
marino y su distribución espacial refleja la interrelación de
tres ambientes sedimentarios de carbón orgánico: aportes
de materia orgánica de los ríos Grijalva-Usumacinta, de las
lagunas Carmen y Machona y Mecoacán en el estado de
Tabasco (δ13C = –22.7 ‰ ), valores típicos marinos situados frente a la Laguna de Términos (δ13C = –21 ‰), y una
zona en la porción carbonatada de la Plataforma del Banco
de Campeche (δ13C = –19.8 ‰).
En la zona costera de la Bahía de Campeche RazGuzmán & de la Lanza (1991; 1993) realizaron una caracterización isotópica de δ13C en la Laguna de Términos que
incluyó la vegetación acuática, detritos, sedimentos superficiales y organismos. Los resultados indican que en la laguna existen dos zonas isotópicamente diferentes: una predominantemente marina, y la otra predominantemente
estuarina, lo que refleja la influencia del carbón orgánico de
origen terrestre sobre la materia orgánica depositada. También, las relaciones isotópicas de la materia orgánica de la
Laguna de Términos y la Sonda de Campeche y su variación estacional han sido determinadas (Raz-Guzmán &
Sánchez 1996). Las zonas estuarinas y las marinas se diferenciaron principalmente por la amplitud de los intervalos
de valores isotópicos (-28.8 a –7.9 ‰); estos valores se
deben aparentemente al mayor número de especies de productores primarios con composición isotópica diferente característico de sistemas estuarinos del Golfo de México.
Figura 3. Composición isotópica de carbono en ecosistemas de mar profundo y zonas de emanación de hidrocarburos. En sistemas no influidos
por emanaciones las fuentes de carbono son la fotosíntesis y material
orgánico degradado en el sedimento. En zonas de emanación las fuentes de carbono son el gas metano y los hidrocarburos metabolizados por
bacterias endosimbiontes quimiosintéticas de organismos sésiles cercanos a las emanaciones. El tamaño de las flechas indica la importancia
relativa de las fuentes de carbono (Valores isotópicos promedio de los
organismos tomados de Kennicutt et al. 1985, y Brooks et al. 1987).
Figure 3. Carbon isotope composition in deep sea and hydrocarbon seep
ecosystems. Carbon sources in systems not influenced by seeps include
photosynthesis and degradaded organic material on the sediments.
Carbon sources in seep regions include methane gas and hydrocarbons
which are metabolized by chemosynthetic endosymbiotic bacteria of
sessile organisms near the seep. The sizes of the arrows show the relative
importance of the carbon sources (Average isotopic values of the
organisms were taken from Kennicutt et al., 1985, and Brooks et al. 1987).
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La composición isotópica para un reservorio de
petróleo depende principalmente de la composición isotópica
de la materia orgánica que lo formó. La fraccionación más
evidente ocurre entre el petróleo y el querógeno que lo generó durante la catagénesis, con valores de δ13C que oscilan de 1 a 4 ‰ más bajas para el petróleo (Tissot & Welte
1978). Sin embargo, la señal isotópica del crudo se mantiene relativamente constante aún después de condiciones de
alta intemperización (Botello & Castro-Gessner 1980). Por
lo tanto, el análisis isotópico de una muestra de petróleo
puede ser de utilidad para inferir su origen y rutas de dispersión.
En organismos sedentarios asociados con emanaciones naturales del norte del Golfo de México Wade et al.
(1989) registraron valores isotópicos ligeros indicando que
el origen primigenio del carbono que se incorpora a estas
cadenas tróficas es por quimiosíntesis del metano. Los organismos que obtienen una porción importante del metano presentan valores isotópicos muy negativos, del orden
de -40 ‰ (Kennicutt et al. 1985). En contraste, los organismos heterotróficos fuera de la zona de las emanaciones
(Figura 3) presentan valores isotópicos más enriquecidos
en δ13C, entre –14 y –22 ‰ (Kennicutt et al. 1988).
EXPLORACIÓN DE EMANACIONES EN LA SONDA DE
CAMPECHE
En aguas mexicanas del Golfo de México, los sitios en los cuales se presenta el fenómeno de emanación
natural de gas e hidrocarburos líquidos han sido descritos
genéricamente con el término de “chapopoteras” el cual alude al material intemperizado de petróleo empleado como
detergente por las culturas de Mesoamérica. Tales sitios se
han localizado frente a los estados de Tamaulipas, Veracruz
y Campeche, y generalmente han coincidido con la existencia de importantes yacimientos de hidrocarburos actualmente bajo explotación (Figura 4). La exploración sísmica de la
Sonda de Campeche efectuada por PEMEX en la década
de los 70 reconoció complejos estratos de rocas ígneas
conteniendo reservorios de gas e hidrocarburos. Inicialmente
denominado Cantarell, en honor al pescador que primero
detectó sobre la superficie del agua, la presencia crónica
de una filtración de petróleo. En este ambiente de plataforma continental aproximadamente a 60 m de profundidad,
se ha documentado un sitio de emanación natural, situado
entre las plataformas petroleras Akal C y Nohoch. En dicho
sitio, González-Macías (1997) estudió la estructura comunitaria de los organismos infaunales, así como el posible
efecto originado por la exposición constante a compuestos
químicos derivados de la fuente de emisión de gas e hidrocarburos. Esta autora señaló que la concentración de los
hidrocarburos fósiles en sedimentos fue de 100 a 1 000 ppm
y concluyó que los organismos de la comunidad bentónica
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se encontraban adaptados y en equilibrio con las condiciones ambientales propiciadas por la emisión misma. Recientemente, Ortega-Osorio registraron mediante un
ecosonda de penetración, cambios en la densidad del
subsuelo marino que interpretaron como estratos
sedimentarios de alta permeabilidad, que facilitan el flujo
ascendente de una mezcla gas-sólida de hidrocarburos;
también detectaron en la superficie la manifestación de burbujeo, provocado probablemente por la degasificación en
el fondo. Materiales de macrofauna y sedimentarios analizados mediante técnicas de isotopía estable de carbono y
nitrógeno obtenidos en la proximidad del sitio de emisión
Cantarell, revelaron que la fuente de carbono orgánico se
deriva de material orgánico particulado de origen oceánico
(Sánchez-García 2003). Esto significa que los fenómenos
de emisión se manifiestan en diferentes modalidades: 1)
puntuales y propensos a experimentar migraciones horizontales, dependiendo de la naturaleza litológica del yacimiento o de la perturbación mecánica de las operaciones de extracción, 2) suelen representar fenómenos episódicos o efímeros difíciles de ser detectados por la instrumentación
oceanográfica convencional, y 3) acusar cambios en la intensidad del flujo así como en la persistencia del mismo. La
posible absorción de las fases aromáticas o alifáticas de los
complejos de hidrocarburos, por parte de los organismos
bénticos expuestos al flujo de emisión, depende desde luego de su concentración. Ésta a su vez, estará influida por la
acción conjunta de factores fisicoquímicos como la dilución,
la dispersión y la biodegradación bacteriana.
Figura 4. Registros en la Sonda de Campeche de sitios potenciales de
emanación natural de gas e hidrocarburos fósiles (Tomado de Núñez et
al. 2004).
Figure 4. Potential natural seep sites of gas and fossil hydrocarbons in
Campeche Sound (Modified from Núñez et al. 2004).
Soto, Sánchez-García, López-Veneroni t Emanaciones Naturales de Hidrocarburos y Gas en el SW del Golfo de México
Recientemente, con una aproximación geofísica,
Núñez-Farfán et al. (2004), han caracterizado los sitios de
emanación en la Sonda de Campeche y estimado los posibles volúmenes de descarga anual al medio ambiente.
Algunos de los beneficios que se pueden derivar
del estudio holístico de los sistemas marinos influidos por
emanaciones naturales de hidrocarburos líquidos o de gas,
es el reconocimiento de las adaptaciones que las comunidades bióticas han adoptado a través de la evolución, para
persistir en tiempo y espacio ante fenómenos de
ecotoxicidad. Estos ambientes particulares representan laboratorios naturales que podemos emplear para expandir
nuestro conocimiento sobre los complejos fenómenos
oceanográficos que hacen posible la dispersión, dilución,
degradación, y bioacumulación de elementos químicos que
alteran el equilibrio del ambiente oceánico. La ecología funcional de las comunidades quimiosintéticas asociadas a los
ambientes extremos bajo condiciones sumamente adversas, propias de los sitios de emanación natural, se conoce
parcialmente. Aún persiste la paradoja: los fenómenos de
emanación natural de gas e hidrocarburos representan importantes fuentes de carbono orgánico que propician la abundancia de organismos, pero a la vez la toxicidad resultante
de sus productos derivados, puede alterar seriamente el
equilibrio de los sistemas biológicos.
AGRADECIMIENTOS
Un agradecimiento especial al Biól. Carlos Illescas,
ICMyL-UNAM, por el apoyo brindado en la edición del presente manuscrito.
LITERATURA CITADA
Botello AV, Castro-Gessner S (1980) Chemistry and natural weathering of various crude oil fractions from the Ixtoc-I oil spill. En:
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González-Macías M (1997) Análisis de la comunidad bentónica en una chapopotera del Golfo de México y sus relaciones con
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