¡Tierra!

Número especial – Septiembre de 2008
research eu
Comisión Europea
© BRGMim@gé/Séverine Bès de Berc
Geociencias
¡Tierra!
ISSN 1830-8007
Revista del Espacio Europeo de la Investigación
research*eu, la revista del Espacio Europeo de la investigación, que pretende ampliar el debate democrático entre
la ciencia y la sociedad, está escrita por periodistas profesionales independientes. Presenta y analiza proyectos,
resultados e iniciativas cuyos actores, hombres y mujeres, contribuyen a reforzar y a federar la excelencia científica
y tecnológica de Europa. research*eu se publica en inglés, francés, alemán y español, a razón de diez números
al año, por la Unidad de Comunicación de la DG de Investigación de la Comisión Europea.
research*eu
editorial
El planeta antrópico
Redactor jefe
Michel Claessens
¡Bienvenidos a la Tierra! Este número especial, publicado con ocasión del Año
Internacional del Planeta Tierra 2008, está enteramente dedicado al tercer planeta más
cercano al Sol, nuestro “hogar dulce hogar”.
Ahora bien, como podrán comprobar, en esta edición no nos referimos en absoluto al
desarrollo de la vida sobre la Tierra, un fenómeno que cambió radicalmente la faz de
nuestro planeta y la historia de nuestra especie. Se trata de una decisión editorial que
algunos cuestionarán, puesto que no se puede disociar nuestro planeta del fenómeno
de la vida. De hecho, la Tierra está viva y va evolucionando constantemente. El científico James Lovelock describe
además nuestro planeta como un ser dotado de vida: ésta es la teoría de Gaia. A semejanza de los organismos
biológicos, Gaia regula la concentración de sus principales “metabolitos” como, en este caso, la de los gases de la
atmósfera.
Pero la vida tampoco se puede disociar de la Tierra. De haber sido ésta ligeramente diferente, no estaríamos aquí
ahora. Sin su núcleo líquido y, por lo tanto, sin el campo magnético que genera y que nos protege de los rayos
cósmicos, la vida no habría podido subsistir, ni siquiera existir. Sin las características tan especiales de nuestro
planeta (su forma esférica, su distancia del Sol, su composición, etc.), no habría terremotos, ¡pero tampoco
vida! He aquí una versión muy común del famoso “principio antrópico” invocado por los cosmólogos, que establece que el Universo posee características físicas muy particulares, como si hubieran sido elegidas para regir el
nacimiento de la vida. ¡El universo se habría creado para observarse a sí mismo! Para lo que se puede utilizar, entre
otras cosas, esta revista…
Michel Claessens
Redactor jefe
Coordinación general
Jean-Pierre Geets, Charlotte Lemaitre
Coordinación de redacción
Didier Buysse, Jean-Pierre Geets
Periodistas
Didier Buysse, Delphine d’Hoop,
Marie-Françoise Lefèvre, Christine
Rugemer, Julie Van Rossom. Con la amable
contribución de Patrice Christmann.
Traducciones
Andrea Broom (inglés), Martin Clissold
(inglés), Silvia Ebert (alemán), Consuelo
Manzano (español)
Diseño
Gérald Alary (jefe de proyecto),
François Xavier Pihen (paginación),
Marie Goethals (coordinación y seguimiento
de la producción), Daniel Wautier
(corrección de pruebas de francés),
Richard Jones (corrección de pruebas de
inglés), Sebastian Petrich (corrección de
pruebas de alemán), D.A Morell (corrección
de pruebas de español)
Ilustraciones
Christine Rugemer
Las opiniones presentadas en este editorial, así como en los artículos de este
número, no comprometen de forma alguna a la Comisión Europea
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Versión en línea
Charlotte Lemaitre
Dominique Carlier
En portada
Extracción de muestras de gas en el cráter
sur del volcán de La Soufrière (Guadalupe).
© BRGM im@gé/Séverine Bès de Berc
Impresión
Bietlot, Gilly (Bélgica)
Producción general
PubliResearch
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322.000 ejemplares.
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SUMARIO
4 Star Trek
ENTREVISTA
5 La Tierra, ahora y para siempre
El geólogo Ted Nield es miembro del
Comité del Año Internacional del Planeta
Tierra. A continuación, les ofrecemos un viaje
por el Pérmico, los dinosaurios, el supercontinente Pangea y nuestro futuro…
33
SEÍSMOS
16 Temblores, deslizamientos y flujos
La Tierra está viva… y se mueve a su antojo.
El proyecto europeo LESSLOSS se interesa
por estos “caprichos” de nuestro planeta,
a menudo peligrosos.
19
El hombre de la tierra
TELEDETECCIÓN
INVESTIGACIÓN
34 De lejos se ve mejor
Con el proyecto mundial GEOSS, los satélites
se convierten en auténtica herramienta de
diagnóstico y de seguimiento, cuidando de
un planeta que lo necesita de verdad.
7 ¿Para qué sirven los geólogos?
Patrice Christmann, secretario general de
EuroGeoSurveys, explica la importancia de
la gestión de los recursos geológicos y la
necesidad de anticipar los riesgos geológicos.
9
Viaje interior
ALMACENAMIENTO GEOLÓGICO
PATRIMONIO
20 Geología y paisajes
Los paisajes reflejan la historia de la Tierra.
Las huellas de este pasado y del presente
modelan una especial “visión” del futuro.
MEGALÓPOLIS
NÚCLEO TERRESTRE
10 El núcleo interno, vestigio de un nacimiento
El núcleo terrestre, a más de 3.000 km de
profundidad y su parte interna a 5.000 km,
sigue siendo misterioso, incluso para los
geólogos.
CAMPO MAGNÉTICO
12 Un escudo generador
El campo magnético terrestre, muralla contra
las erupciones solares, es una manifestación
de los movimientos del núcleo.
Su reproducción en laboratorio suscita
grandes esperanzas…
TECTÓNICA DE PLACAS
13 La cinta transportadora
Una serie de nuevos medios para estudiar la
tectónica de placas revolucionan las ciencias
de la Tierra y arrojan luz sobre el fenómeno
del vulcanismo.
Los desafíos del siglo
REPORTAJE
22 La fragilidad del gigantismo
Intensa urbanización descontrolada, afluencia
de las poblaciones pobres a las megalópolis:
¿se puede adoptar un enfoque “sostenible” en
estas ciudades que no dejan de crecer?
HIDROGEOLOGÍA
CONTAMINACIÓN
43 ¿Doctor Jekyll o Mister Hyde?
El metano de los fondos marinos y de los
permafrost constituye una fuente importante
de combustible, pero explotarlo podría
tener consecuencias insospechadas.
RECURSOS
27 Los suelos bajo perfusión
Los tesoros tan descuidados que tenemos
bajo nuestros pies, desde hace décadas,
podrían estar a punto de desaparecer.
Les presentamos un resumen del estado
de los suelos europeos.
30 Gases con efecto sobre la tierra
Las tierras, explotadas en exceso por
el hombre, no sólo son víctimas de las
variaciones climáticas, también son
responsables de las mismas.
40 La revolución geotérmica
La central eléctrica piloto de Soultz-SousForêts (Francia) inaugura una nueva forma
de geotermia: el Enhanced Geothermal
System o EGS.
METANO
24 El agua invisible de la vida
El agua subterránea, recurso invisible pero
esencial, se ha estado explotando durante
mucho tiempo sin dársele la importancia
que se merece.
CLIMA
37 El CO2 criando malvas
¿Qué se puede hacer con nuestro excedente
de CO2? Se está pensando muy seriamente
en la posibilidad de almacenarlo en el
subsuelo. ¿Pero seguro que se quedaría allí?
44 El hombre mineral
Europa se preocupa por garantizar su suministro energético, no prestando la suficiente
atención a otro recurso indispensable para
su desarrollo: los minerales.
BREVES
46 Últimas noticias sobre la Tierra
LA CIENCIA EN IMÁGENES
48 El ácaro de ámbar
research*eu NÚMERO ESPECIAL I SEPTIEMBRE DE 2008
3
Star Trek
Cuando haya llegado al punto final de la frase
que está leyendo, habrá recorrido alrededor de
1.350 km. Más o menos cinco segundos de lectura,
durante los cuales la Tierra gira alrededor del Sol,
que a su vez describe un movimiento circular en
la Vía Láctea, que también gira sobre sí misma.
Sin considerar el movimiento de expansión del
Universo, esto representa un desplazamiento de
unos 270 km por segundo. Nuestro planeta es como
una nave galáctica en la que viajamos alegremente
a toda velocidad (y casi sin protección), en un cosmos
esencialmente sombrío y helado, teniendo como
compañero de viaje a una inmensa estrella que nos
bombardea con rayos mortales, y a un sinfín de
astros más pequeños con los que no sería inverosímil
la hipótesis de una colisión fatal. ¿Nuestra existencia
es precaria? Sí.
Esta fragilidad, esta alucinante improbabilidad, esta
posible unicidad en el Universo, hace que veamos la
aparición de la vida sobre la Tierra como una especie
de milagro, o fruto del azar. Afortunados “elegidos”
o gente con suerte, nos aprovechamos de esta oportunidad con total despreocupación. Escapamos de
milagro, por lo tanto somos indestructibles.
© ESA
Pero he aquí que todo cambia: nuestra nave espacial
se avería. La fina película de protección atmosférica
se degrada. Los fallos aparecen por todos lados: en
el sistema de calefacción, de circulación del agua,
de ventilación, de climatización. Los invernaderos se
secan. El vivero se vacía. Se hace un nuevo balance
de los alimentos y las reservas de agua potable.
En la nave Enterprise NCC-1701, sería el momento
en el que el capitán Kirk pediría al ingeniero jefe
Montgomery Scott que subiera a la pasarela. ¿No ha
llegado la hora de llamar a nuestros propios “Scotty”,
nuestros geólogos, sismólogos, oceanógrafos
y a otros especialistas de las ciencias de la Tierra?
Nube de polvo
procedente del Sahara,
que avanza a lo largo de
las costas del Atlántico
(Mauritania, Senegal
y Guinea Bissau).
Imagen transmitida por
el satélite Envisat.
4
research*eu NÚMERO ESPECIAL I SEPTIEMBRE DE 2008
ENTREVISTA
Huellas de dinosaurio que datan de
155 millones de años, encontradas en el Jura
(Suiza). En la historia de la Tierra ha habido
cinco extinciones masivas de especies vivas.
La última, la extinción del jurásico, es la más
emblemática.
Ted Nield
“Nada de lo que podamos hacer a nuestro
planeta puede dañarlo realmente. Pero sin
duda podemos perjudicarnos a nosotros
mismos”, escribe Ted Nield(1). Según este geólogo
británico, miembro activo del Comité del
Año Internacional del Planeta Tierra 2008, este
evento tiene que darnos la perspectiva necesaria
para comprender y “tratar” mejor la Tierra.
Dentro del marco del Año Internacional
del Planeta Tierra se ha dado una amplia
cobertura mediática a numerosos temas.
¿Cree que alguno de ellos es especialmente
relevante?
Cuando se habla de la Tierra, creo que no
hay que caer en la tentación de dar más prioridad a una cuestión determinada. En cierta
forma, desde hace siglos la ciencia ha estado
funcionando de esta forma limitadora, y ahora
tiene que cambiar. El hecho de que al principio nuestro comité científico (formado por
especialistas de las geociencias) no pensara
en incluir el tema del “ser vivo” (que fue añadido in extremis) demuestra el largo camino
que queda por recorrer, aunque tengamos las
© CNRS Photothèque/Jean-Michel Mazin
© Richard H.Smith [email protected]
La Tierra, ahora
y para siempre
mejores intenciones, para comprender que el
“Sistema Tierra” supone un enfoque multidisciplinar. Este Año está enfocado a destacar
todos los conocimientos disponibles hoy en
día sobre cómo funciona el planeta. La Tierra
no está dividida en diferentes departamentos
independientes que se encarguen del control
de la biosfera, de la administración de las
placas tectónicas, de la fabricación de la meteorología…
`
El climatólogo Paul Crutzen piensa que
el actual impacto del hombre va a forjar
el destino del planeta, llevándole al inicio
de una nueva era en su historia, que ha
denominado “el Antropoceno”. Pero
algunos afirman que ya se dieron
cambios hace muchísimo tiempo,
en los que el hombre no tuvo ninguna
responsabilidad, como la elevación del
nivel de los mares de más de 100 metros
entre el año 13.000 y el 8.000 a. C.
Para un geólogo, el clima de la Tierra es
una combinación fascinante y desconcertante
de dos categorías de cambios (a veces singulares, y otras cíclicos), propios de todos los
procesos terrestres. En la escala de los tiempos geológicos, el planeta ha pasado por
revoluciones masivas, por ejemplo, la provocada hace tres mil millones de años por la
aparición de la fotosíntesis: al introducir por
primera vez oxígeno en la atmósfera desencadenó un cambio radical e irreversible de la
química de la Tierra, sin duda también de sus
profundidades, lo que podría haberse dado de
forma paralela al enfriamiento de su superficie.
La posición de los continentes, que derivan
sobre el globo – a veces dispersos (como ahora), otras unificados y, en este caso, dispuestos
cerca de los polos o sobre los trópicos – también afecta profundamente el sistema climático
terrestre a escalas que se pueden cifrar en
centenares de millones de años. Los efectos
de los ciclos orbitales de la Tierra alrededor
del Sol, junto con el efecto de la inclinación de
nuestro eje de rotación con respecto al plano
elíptico, interfieren igualmente y crean
research*eu NÚMERO ESPECIAL I SEPTIEMBRE DE 2008
5
ENTREVISTA
a su vez cambios en la trama de su
evolución: el clima no es, no ha sido y no será
nunca constante.
Hagamos lo que hagamos, la Tierra ya ha
pasado por otras fases graves. Nuestras emisiones de gases de efecto invernadero no van
a hacer que hiervan los océanos enviando a la
atmósfera hasta el último gramo de carbono
que tiene el planeta, como ocurrió en Venus.
Si por nuestras estúpidas prácticas no sostenibles creamos una nueva era geológica que se
transforme en experiencia incontrolada, la
situación será complicada, eso es cierto.
Tenemos que pensar de forma racional. El
“Antropoceno” podría ser el periodo en el que
la humanidad tenga que probar que merece la
etiqueta de Sapiens.
La ciencia-ficción y el cine (con Michael
Crichton y Spielberg, entre otros) han
contribuido a popularizar los dinosaurios
del periodo jurásico, y a dar a conocer el
pasado de la Tierra. Pero ¿qué cataclismos
provocaron tal desaparición? Las dos
hipótesis avanzadas hasta ahora han sido
una actividad volcánica sin precedentes
o el impacto de un meteorito en el Golfo
de Méjico.
Este tema fascinante ilustra dos tipos de
enfoques científicos. Cuando Luis y Walter
Álvarez y sus colegas identificaron la capa rica
en iridio que señalaba el final del periodo del
Cretáceo hace 67 millones de años, consiguieron la prueba de que se había producido un
cambio mundial tras el impacto de un objeto de
una dimensión de varios kilómetros contra la
Tierra. Pero se ha tenido que admitir que el planeta ha sufrido impactos muchas veces durante
su larga historia y que algunas catástrofes determinadas, aunque muy poco frecuentes, tienen
que ser integradas en la corriente del pensamiento de una geología científica que apunte
por un enfoque evolutivo.
Es una enseñanza interesante, puesto que
los físicos suelen preferir las explicaciones
“simples”, al contrario de los geólogos que
saben que en la historia de la Tierra no hay
ninguna explicación sencilla, única e inmediata. Existen enormes probabilidades de que se
dieran a la vez numerosas causas geológicas,
climatológicas, astronómicas, fruto del azar, que
al coincidir supusieron un ataque en toda regla
contra la fortaleza de los seres vivos. Aunque se
6
dio efectivamente un impacto hace 67 millones
de años, hubo distintas causas. El final del
periodo cretácico fue una época terrible para
cualquier forma de vida sobre la Tierra. La primera causa fue una erupción volcánica masiva
que creó los depósitos de lava del Decán, como
demostró Vincent Courtillot, del Instituto de
Física del Globo. El impacto podría ser el golpe
de gracia que eliminó al Tyrannosaurus rex.
Y por último, si bien se relacionó rápidamente el cráter de Chicxulub en el Golfo de
México con el final del Cretáceo, unas investigaciones recientes han demostrado que no
pudo ser el golpe de gracia. Aunque se trate
del mayor cráter de impacto nunca visto en la
Tierra, se produjo 300.000 años antes para que
fuera el culpable y no suprimió la existencia de
especies microfósiles. Además, en la historia de
los seres vivos no se ha podido establecer ninguna relación entre impactos y extinciones en
masa.
Parece ser que el periodo del Pérmico,
hace 250 millones de años, fue uno de
los más dramáticos, y que durante este
periodo se produjo la extinción del 90 %
de las especies. ¿Cómo se produjo esta
catástrofe, cuyos primeros indicios se
dieron 3 mil millones de años antes?
¿Qué nuevas condiciones hicieron posible
el “regreso” de los seres vivos?
La extinción del final del Pérmico fue quizás la mayor de las cinco grandes extinciones
masivas y se produjo en un periodo terrible
para los seres vivos. Los continentes terrestres
se fusionaron, formando al más reciente de los
supercontinentes, denominado Pangea por
Alfred Wegener. Al ser un único continente,
tenía un litoral mucho menos extenso y muchos
menos mares poco profundos en los que
abundase la vida marina. Los fondos oceánicos
solían tener poco oxígeno. Las tierras interiores,
lejos de las fuentes de humedad, eran irremediablemente áridas. La escasez de vida vegetal
hizo que el nivel de oxígeno fuera bajo, se
produjo una lenta erosión, liberándose el CO2
a la atmósfera, que a su vez se calentó.
A lo largo del tiempo, sucedieron diferentes
eventos (primero erupciones) y Pangea empezó a romperse. Al separarse las Américas de
Eurasia y de África, la erosión afectó primero al
centro de este supercontinente, limpiando el
CO2 de la atmósfera. La vida volvió a lo largo de
research*eu NÚMERO ESPECIAL I SEPTIEMBRE DE 2008
las costas, al tener allí más oxígeno. Tras el largo y nefasto periodo del Pérmico-Triásico, el ser
vivo pudo respirar, en el sentido literal del término, y por fin pudo dar un suspiro de alivio…
En lo que se refiere al conocimiento,
¿qué se puede aprender de la existencia
de estos antiguos supercontinentes?
Creo que la primera enseñanza de este
ciclo de los supercontinentes es un sentimiento de humildad ante la naturaleza y la profundidad del tiempo. Nuestra especie empezó a
evolucionar hace seis millones de años, pensándolo bien, es un resultado satisfactorio
puesto que la duración estándar de una especie sería más bien de un millón de años. Pero
cuando la humanidad aprendió a erguirse
para andar, los continentes se encontraban a
decenas o centenares de kilómetros de su
lugar actual. El proceso empezó en la época
de los dinosaurios, y estamos en la mitad del
proceso de creación del próximo supercontinente, para dentro de 250 millones de años
quizás…
Entonces seremos fósiles y no habremos
dejado ninguna otra huella. Pero la Tierra
seguirá estando ahí, viva, respirando, formando sus placas en las fallas medianas de los
océanos, placas que se solaparán y chocarán
en sus riberas creando montañas que después
se erosionarán, como viene ocurriendo desde
hace cuatro mil millones de años y seguirá
pasando durante cuatro mil millones de años
más, a no ser que antes explote el Sol y destruya a la propia Tierra.
Nada de lo que podamos hacer a nuestro
planeta puede dañarlo realmente. Pero podemos perjudicarnos a nosotros mismos. Mi libro
acaba lanzando un llamamiento para que se
luche contra la ignorancia y se movilicen
todos los conocimientos que poseemos para
hacerle frente. Lo que espero de un evento
como el Año de la Tierra, es que podamos
añadir un poco de racionalismo científico a la
forma en la que tratamos a la insustituible
Madre Tierra. Ella no nos toma en cuenta.
Somos nosotros los que tenemos que cuidarla,
no podemos luchar contra ella. Sin su ayuda,
estaremos fosilizados mucho antes de lo que
pensamos.
Declaraciones recogidas por Didier Buysse
(1)
Ted Nield, Supercontinent, Ten Billion Years in the Life
of our Planet, Granta Books, Londres, 2007
INVESTIGACIÓN
© Maciej Klonowski
¿Para qué sirven
los geólogos?
El auge de la sociedad de la información y la comodidad de la vida moderna hacen que muchos de nosotros
olvidemos que el futuro de la humanidad, que contará
con 9 mil millones de personas en el año 2050, sigue
dependiendo del buen funcionamiento de los ecosistemas, así como de la disponibilidad y la calidad de los
recursos naturales. Asimismo, la humanidad tiene que
protegerse de los impactos de un amplio abanico de
riesgos naturales. Muchos de estos recursos y de estos
riesgos están relacionados con la geología. Se trata de
los recursos geológicos y de los riesgos geológicos relacionados con la naturaleza, la estructura, la dinámica
y la historia del mundo bajo nuestros pies.
L
os recursos geológicos abarcan la energía, las aguas subterráneas, los recursos
minerales, los suelos, el espacio subterráneo y el patrimonio geológico. El
espacio subterráneo es un recurso cada vez más
valioso para la construcción de infraestructuras
(aparcamientos, túneles), pero también para
almacenar allí los desechos más peligrosos
(desechos tóxicos, radiactivos, CO2) por largos
periodos de tiempo. El patrimonio geológico
comprende los paisajes, los emplazamientos
naturales de interés geológico y las construcciones realizadas a partir de materiales de origen
geológico. Son precisamente estos materiales los
que dan su aspecto característico a nuestros
monumentos.
Como acaba de recordarnos el seísmo de
Sichuan en China, la Tierra es un planeta vivo
cuya corteza esta hecha de placas que se mueven en un baile continuo, bajo el efecto de las
células de convección que remueven el manto.
Los riesgos geológicos a veces son espectacu-
lares cuando se materializan, pero la mayoría
de las veces apenas se manifiestan. Todos
ponen en peligro el patrimonio humano, algunos amenazan también la salud, e incluso las
vidas humanas. Las erupciones volcánicas, los
corrimientos de tierras y los seísmos son muy
perceptibles, mientras que las emisiones de
radón (origen de numerosos cánceres), la
alternancia de los movimientos de expansión
y contracción de los suelos ricos en arcilla, el
desplome natural de las cavidades subterráneas,
el exceso o el déficit de oligoelementos en las
aguas subterráneas y los suelos apenas se perciben, siendo incluso invisibles sin los medios
técnicos específicos para su observación.
Todo ocurre bajo nuestros pies
La información geográfica geológica, el
conocimiento y el saber pericial sobre geología, tienen aplicaciones en numerosos campos.
Son indispensables para localizar, caracterizar y
gestionar los recursos geológicos, para reducir
los impactos de los riesgos geológicos, para
comprender el futuro y la migración de los
contaminantes en los suelos y las aguas subterráneas. Sus usuarios privados y públicos son
muy diversos, ya que constituyen elementos
determinantes para la toma de decisiones y la
formulación de políticas, particularmente dentro del contexto ético del desarrollo sostenible.
Mientras que los sensores a bordo de los
satélites permiten una observación rápida y
armonizada de la atmósfera y de la superficie
de la Tierra, la geología sigue siendo casi inaccesible para la observación directa, con
excepción de algunos afloramientos sobre el
terreno y de las muestras de las perforaciones.
El geólogo, en función del objeto de estudio
(conocimiento geológico general, búsqueda de
agua, estudios de un emplazamiento de almacenamiento de CO2, vigilancia de un corrimiento
de tierras, modelización de los movimientos
de los contaminantes en una capa freática…),
utiliza diversas técnicas entre una amplia
research*eu NÚMERO ESPECIAL I SEPTIEMBRE DE 2008
7
INVESTIGACIÓN
gama de técnicas de observación disponibles, la mayoría indirectas.
Esta diversidad de herramientas y de escalas de observación (de lo “macro” a lo “nano”)
utilizadas en el transcurso de un mismo estudio,
así como la capacidad de razonar en cuatro
dimensiones (las tres dimensiones del espacio
y la del tiempo) son propias de la observación
geológica de la Tierra. El tiempo es una
dimensión esencial puesto que los fenómenos
geológicos son dinámicos. Para encontrar un
yacimiento de minerales o de hidrocarburos
con frecuencia hay que reconstituir el paisaje,
el clima y las condiciones geológicas (posición
de las placas, sedimentación, magmatismo,
tectónica, etc.) tal y como eran hace cientos
de millones de años, cuando se formaron los
yacimientos, y luego se intenta comprender su
evolución ulterior.
servicios geológicos europeos han contribuido en
más de 150 proyectos del 5ºPrograma Marco y del
6PM de la Unión Europea, y se están iniciando nuevos programas dentro del 7PM(1).
La integración de la geología en las políticas
y las legislaciones europeas sigue siendo por
ahora muy parcial, pero va ganando terreno,
teniendo en cuenta la creciente importancia de
las cuestiones relacionadas con el acceso y la
gestión de los recursos naturales, la reducción
de los impactos de los riesgos naturales y el
desarrollo de los sistemas de información geográfica paneuropeos.
Tanto la Comisión Europea como los Estados
miembros tienen que hacer aún muchos esfuerzos
para integrar el conocimiento geológico en la
construcción europea y superar el obstáculo de la
fragmentación de este conocimiento en los ámbitos nacionales y regionales. Para ello, Europa tendría que definir líneas directrices más claras a nivel
comunitario, para ir más allá del enfoque actual
basado en proyectos y desarrollar con los Estados
miembros una verdadera capacidad geológica
europea al servicio de la competitividad y del
desarrollo sostenible.
Patrice Christmann
Secretario General de EuroGeoSurveys
(1)
Podrá descargar una base de datos de estos proyectos,
en inglés, en el siguiente enlace:
www.eurogeosurveys.org/assets/files/research/
EGS_Research_database_20.06.07.xls
Hacia una infraestructura
geológica europea
EuroGeoSurveys es la Asociación de los
Servicios Geológicos Europeos, que cuenta con
33 miembros nacionales y más de 10.000 personas. Uno de sus objetivos es promover la
contribución de las geociencias a las actividades
y programas de acción de la Unión Europea
y velar por el desarrollo de una infraestructura
geológica europea.
Sus miembros son organismos públicos, que
intentan conciliar, por un lado, la observación
del subsuelo y la investigación aplicada, y por
otro, las necesidades de la sociedad. Su tarea
consiste en proporcionar información geográfica y conocimientos imparciales solicitados
por sus usuarios, a escala nacional o regional.
La investigación es un componente importante
de su actividad, que responde a necesidades
como: el desarrollo y la mejora de las técnicas
de observación, prospección y modelización; el
desarrollo del conocimiento geológico en cuatro
dimensiones y el de los procesos geológicos; el
desarrollo de la interoperabilidad de las informaciones geológicas entre países y entre las
diferentes disciplinas de observación de la
Tierra; la comprensión de la migración y del
futuro de los contaminantes en las aguas subterráneas; el almacenamiento del CO2 en las
formaciones geológicas y el aprovechamiento
de la geotermia.
Esta investigación tiene una dimensión europea
cada vez más importante. Hasta la fecha, los
8
Qué hay en la “caja de herramientas”
de los geólogos…
research*eu NÚMERO ESPECIAL I SEPTIEMBRE DE 2008
Diversos sensores instalados en los satélites de observación de la Tierra.
Diversas tecnologías de geofísica aerotransportada.
Tecnologías de geofísica de tierra, tales como la exploración sísmica, que permiten
desarrollar auténticos modelos en tres dimensiones del subsuelo y de sus recursos,
particularmente en hidrocarburos.
Observaciones sobre el terreno y las perforaciones.
Geoquímica isotópica que, por ejemplo, permite obtener información precisa sobre
la edad de las rocas y las condiciones de su génesis.
Estudio de fósiles de todos los tamaños, que permite datar los sedimentos, y el estudio
de los sedimentos que permite la reconstitución de sus condiciones de depósito,
de la paleogeografía de la cuenca sedimentaria y de su entorno.
Estudio de las inclusiones fluidas en algunos minerales proporciona información sobre
las condiciones de génesis de las rocas y de los yacimientos minerales.
Modelos matemáticos que, a partir de un número limitado de observaciones, permiten
describir un proceso y prever algunas situaciones (corrimientos de tierras, variaciones de
las reservas de una capa de agua, geometría y reservas de un yacimiento).
Tecnologías de análisis y de formación de imágenes (microscopio óptico, de barrido
electrónico, microsonda, radiocristalografía…).
www.eurogeosurveys.org
© CNRS Photothèque/Frank Lavigne
© CNRS Phototheque/J-F. Ritz
© BRGM im@gé/François Michel
© ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum)
Viaje interior
En su ciclo de seis novelas y once series de relatos cortos
publicados entre 1914 y 1944, Edgard Rice Burroughs se
sumerge en el universo fascinante de Pellucidar, el mundo
interior de la Tierra. En su cuarta novela, llega incluso a incluir
a Tarzán, su héroe más popular, en este verdadero “mundo al
revés”: de hecho, en ella nuestro planeta resulta ser una esfera
hueca y los habitantes de Pellucidar pueblan su faz interna
cóncava, un continente único forzosamente sin horizontes
e iluminado por un Sol central.
La evolución de las comunidades humanas y no humanas
del interior se detiene en una era que según parece recopila
diferentes capítulos de nuestra prehistoria, al ser allí contemporáneos los hombres y los pterodáctilos. Los habitantes de
Pellucidar nunca han entrado en contacto con los habitantes
de la faz convexa, hasta que el prospector David Innes, al
buscar nuevos minerales a gran profundidad, los descubre
a bordo de su “topo de hierro” inventado por su amigo
e inventor Abner Perry. Un artefacto perfecto para descender,
pero que no puede dar la vuelta atrás, para disfrute del lector.
¿Todo esto es absurdo? En 1721, el francés Henri Gautier,
médico e ingeniero de obras públicas, emitió la hipótesis
de que la Tierra era completamente hueca, absolutamente
convencido de su afirmación. Su capa externa, que no
superaba los 5 kilómetros, era el resultado de un equilibrio
dinámico entre la fuerza de gravitación y la fuerza centrífuga
debida a nuestra rotación. Partiendo de constataciones
simples, como la presencia de moluscos en las capas más
profundas del suelo, dedujo la existencia de un mundo
interior con sus propios mares y continentes, y explicó de
forma sencilla los levantamientos y los hundimientos de
la corteza terrestre: nuestros montículos externos se correspondían con huecos en el mundo interno, e inversamente.
research*eu NÚMERO ESPECIAL I SEPTIEMBRE DE 2008
9
El núcleo
interno,
vestigio de un
nacimiento
El núcleo terrestre, reminiscencia de la formación
de nuestro planeta, sin duda es un “Santo Grial”
de las geociencias. Sigue sin conocerse a ciencia
cierta la composición de sus partes líquidas y
sólidas, así como los fenómenos complejos que
experimenta. Al ser inaccesible, a más de 3.000 km
de profundidad, despierta la imaginación de los
investigadores. La única certidumbre que existe
es que el centro del núcleo se está cristalizando,
lo que hace presagiar la probable desaparición
de nuestro campo magnético protector a muy
largo plazo.
Y
a en 1864, Julio Verne en su novela
“Viaje al centro de la Tierra” proyectaba llegar allí partiendo del
interior de un volcán islandés. Sin
alejarse mucho de la ciencia ficción, David
Stevenson, geólogo del prestigioso California
Technology Institute (Estados Unidos), propuso
en el año 2003 provocar una gigantesca explosión para crear una falla en la cual se vertiera
hierro fundido, junto con un emisor de ondas
de radio, que llegaría al centro de la Tierra
gracias a la gravedad. Este núcleo, misterioso
e impenetrable, sigue avivando el interés de
los científicos que, a 5.000 km de su objetivo,
10
rivalizan en ingeniosidad para descubrir la
composición de su parte interna.
Bajo el manto de Gaia
Remontémonos en el tiempo hasta el nacimiento de nuestro maravilloso planeta azul…
La Tierra, formada hace 4.500 millones de años
con el resto del sistema solar, fue el resultado
de una agregación de cuerpos celestes en
fusión. Teniendo en cuenta la proximidad del
Sol, las temperaturas superficiales (entre 800
y 1.300 °C) hicieron posible que esta materia
líquida se fuera amalgamando mientras experimentaba un movimiento de rotación que dio
research*eu NÚMERO ESPECIAL I SEPTIEMBRE DE 2008
núcleo
líquido
© Julien Aubert, CNRS-IPGP
NÚCLEO TERRESTRE
núcleo
interno
manto
“Vista transversal” del interior de la Tierra.
El núcleo es la capa más profunda de nuestro planeta. Está constituido principalmente por hierro en
estado líquido (núcleo externo) y es sólido en su
centro (núcleo interno). Su formación por diferenciación es uno de los eventos significativos de la
historia de la Tierra primitiva.
lugar a la característica forma esférica del planeta. En el transcurso de una fase de diferenciación,
las partículas pesadas, como el hierro o el
níquel (1), se sumergieron a más profundidad
en la roca en estado de fusión para constituir
el núcleo, rodeado de un manto compuesto
por elementos más ligeros, los silicatos. La
corteza continental y la oceánica se formaron
más tarde, tras el enfriamiento de la superficie
del planeta.
En virtud de los conocimientos de los que
se dispone actualmente, se sabe que el espesor de estas últimas está comprendido entre
35 y 70 km. Más abajo, cubriendo 2.885 km,
está el manto, cuyos constituyentes varían
según la profundidad. Por lo tanto, hay que
descender a aproximadamente 3.000 km para
llegar al núcleo líquido y a más de 5.000 km
y alcanzar al núcleo interno sólido.
Teniendo en cuenta estas distancias gigantescas, ¿cómo han podido distinguir los geólogos
estas diferentes capas y establecer hipótesis
razonables sobre su composición? “Existen
varios métodos para analizar los abismos
terrestres”, explica Véronique Dehant, antigua
responsable del Special Bureau for the Core
y jefa de sección del Observatorio Real de
Bélgica. “Por ejemplo, nos podemos referir a
las estructuras de asteroides metálicos que
proporcionan muchísimos datos cuando sus
condiciones de formación son semejantes a
las de la Tierra”. Y añade: “Pero entre todas las
técnicas disponibles para sondear el núcleo, la
sismología es sin duda alguna la más eficaz”.
Marte, una cobaya para la Tierra
P
ara el año 2013, la Agencia Espacial Europea (ESA) tiene previsto el lanzamiento de la misión
ExoMars cuyo principal objetivo es determinar si en el planeta existió vida biológica en el
pasado. La plataforma de aterrizaje estará equipada con una multitud de instrumentos de
observación entre los cuales está el experimento de radiociencia LaRa, cuyos datos permitirán dar
respuesta a la incógnita de si el núcleo de Marte es sólido o líquido.
Al conocerse casi centímetro por centímetro la trayectoria de la Tierra en el tiempo, los científicos
medirán con el instrumento LaRa, por efecto Doppler, la posición relativa de Marte con respecto
a nuestro planeta para conocer así la localización de la plataforma con la misma precisión. Estos
datos destacarán el fenómeno de nutación, es decir, las oscilaciones secundarias del eje de rotación
de un planeta. Estas oscilaciones dependen directamente de la rotación diferencial del núcleo con
respecto al manto y, por lo tanto, de forma general, del estado físico líquido o sólido del núcleo.
Además, la superficie de Marte está formada por una sola placa. Por la ausencia de movimiento
tectónico, algunas rocas superficiales datan de más de 4 mil millones de años. Por lo tanto, la historia
magnética del planeta se ha conservado y se presta a un acceso directo. Los científicos a cargo de la
misión esperan que los datos recopilados mejoren sensiblemente los conocimientos sobre el pasado
de Marte y que arrojen luz sobre su habitabilidad.
Los terremotos dan el soplo
Los seísmos telúricos se originan al combinarse dos fenómenos: la comprensión y el
corte. La velocidad de propagación de estas
ondas, denominadas respectivamente P (primarias) y S (secundarias) depende en gran
medida de la composición de los suelos atravesados. En un terremoto, una serie de ondas
parte del epicentro para reflejarse en las interfaces internas de la Tierra, o incluso refractarse
o difractarse. “Primero llega la onda P y luego
la onda S. De hecho, la velocidad de propagación es tanto mayor cuanto más baja sea la
densidad del medio, pero depende también
de parámetros reológicos propios de estos dos
tipos de onda. Por lo tanto, si se conocen las
velocidades de propagación, se puede identificar la estructura de las diferentes capas de la
materia” (2).
Gracias a esta técnica sísmica se pudo revelar la estructura compleja del núcleo en 1906.
En esa fecha, los científicos, al cotejar todas las
mediciones sísmicas que tenían, se dieron
cuenta de que a cada seísmo correspondía
una zona “de sombra” en la que no emergía
del suelo ninguna onda transversal (S). Esta
observación sugería que el estado de la materia
en el centro de la Tierra impedía la propagación
de las ondas de este tipo. Entonces se prefirió
la hipótesis de un núcleo líquido. No obstante,
podía darse el caso de que algunas ondas P
atravesasen el planeta de un extremo a otro
con variaciones notables de velocidad a proximidad del centro del planeta. Un único
modelo pudo dar respuesta a esta doble constatación: el núcleo estaba constituido por una
capa externa que se había quedado líquida
bajo el efecto del calor (4000-5000 °C) y por
una capa interna que, bajo el efecto de una
presión superior a esta profundidad, se había
solidificado en el transcurso del tiempo. Se
trataba del núcleo interno.
Un núcleo interno que se cristaliza
Contrariamente a lo que pensaron los geólogos, el hierro y el níquel no son los únicos
componentes del núcleo puesto que, según el
conjunto de datos recopilados hasta la fecha,
la densidad estimada sugiere la presencia de
elementos más ligeros, como el azufre y/o el
oxígeno (1). A falta de estas sustancias de densidad inferior y en condiciones de temperatura
y de presión como las que existen en el centro
del planeta, un núcleo único de hierro y
níquel sería completamente sólido. Ahora
bien, el campo magnético terrestre se origina
por medio de movimientos de convección
internos de la parte líquida del núcleo. Sin
esta parte líquida, este campo que nos protege
del viento solar y que hace que nuestro planeta sea habitable desaparecería casi con total
seguridad.
La presencia de estos elementos ligeros
retrasa la solidificación del núcleo. “Para comprender la evolución de la Tierra hay que
conocer la naturaleza exacta de esta aleación.
Actualmente, el núcleo interno se cristaliza
por la precipitación de hierro y níquel. Este
© ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum)
NÚCLEO TERRESTRE
Residuo de agua congelada en el cráter Vastitas
Borealis, en el planeta Marte.
fenómeno empobrece la capa líquida y creemos que este cambio continuo de composición
del núcleo líquido provocará en un momento
dado un cambio en el diagrama de fase de la
mezcla. Más allá de una determinada relación
entre elementos pesados y ligeros, ya no habrá
precipitación sino más bien un paso físico
directo del estado líquido al estado sólido”.
Pero ¿qué utilidad tiene el seguir estudiando el núcleo del planeta? Sin duda, que dicho
núcleo condiciona la vida. “En Marte el agua
desapareció hace unos 3.500 millones de
años. Las sondas han probado que se escapó
una gran parte de la atmósfera, y que seguramente al principio este planeta vecino era
habitable. Sin la atmósfera, la presión era tan
baja que hizo que el agua pasase directamente
del estado sólido al estado gaseoso, eliminando la fase líquida necesaria para la vida. Por
casualidad o coincidencia, el campo magnético
de Marte también desapareció casi al mismo
tiempo. Por lo tanto, se podría apostar que el
núcleo es un actor esencial de la evolución de
un planeta. De ser así, ¿no es mejor seguir
investigando con perseverancia para poder
predecir la habitabilidad de nuestro planeta
en el futuro?”.
Marie-Françoise Lefèvre
(1)
(2)
Los pesos atómicos de estos elementos son demasiado
cercanos para que se pueda elegir uno de ellos.
Todas las citas son de Véronique Dehant.
ExoMars
www.esa.int
research*eu NÚMERO ESPECIAL I SEPTIEMBRE DE 2008
11
CAMPO MAGNÉTICO
Un escudo generador
Sin él, no existiría la vida en el planeta.
El campo magnético terrestre, primera muralla
contra los ataques solares, es el resultado
positivo de las corrientes turbulentas del núcleo.
Los investigadores se afanan por comprenderlo
mejor, con la esperanza de que pueda
convertirse en un nuevo generador eléctrico.
A
cada segundo, las erupciones solares
bombardean la Tierra con intensos
flujos de partículas. Por suerte para
nosotros, la magnetosfera nos protege de estas radiaciones ionizantes, desviando
su trayectoria por medio de repulsión electromagnética. Los satélites, situados en lo alto de
la atmósfera, no tienen esta suerte y en las últimas grandes tormentas magnéticas de 2003,
algunos de ellos “se quedaron por el camino”.
Para proteger la electrónica de a bordo de tales
ataques, los meteorólogos intentan predecir
dichas tormentas magnéticas analizando las
variaciones de la luz solar. Los plazos de intervención son razonables: los rayos luminosos
tardan ocho minutos en llegar a la Tierra, pero
estas partículas nocivas tardan uno o dos días
en recorrer esa distancia. Para mejorar estos
modelos de previsión, de eficacia limitada, sin
duda tendríamos que conocer mejor nuestro
propio campo magnético.
exceptuando su núcleo interno, con algunas
diferencias locales de temperatura y presión.
No hace falta más para que se generen corrientes turbulentas en su seno. Estos fluidos que se
desplazan, constituidos en su mayoría por
metales (hierro y níquel) en estado de fusión,
son otras tantas cargas eléctricas en movimiento. A eso hay que añadir que el sistema
planetario está inmerso en una multitud de
campos magnéticos solares y galácticos, lo
que proporciona todos los ingredientes de una
dinamo autosostenida. En efecto, los campos
magnéticos exteriores hacen que fluctúe la
corriente eléctrica producida por los remolinos
nucleares. Este desplazamiento de electrones
genera un campo magnético interno que sustituye al campo inicial, por lo que el fenómeno
se autosostiene. Este intenso campo magnético,
producido por el núcleo, es el que origina la
magnetosfera que nos protege.
La geodinamo
En realidad, nuestro planeta se puede
comparar con una dinamo. Ello se debe a la
naturaleza líquida del núcleo terrestre,
Como para desorientarse…
“¡N
o hay que ser un explorador para saber que una brújula indica el Norte!”. Esta
idea tan común en realidad no tiene fundamento puesto que la brújula tan sólo
indica muy raramente el Septentrión. Se debe sobre todo a la diferencia actual de
8° entre el eje polar y el eje magnético. Sin embargo, el campo magnético varía con frecuencia,
tanto en el espacio como en el tiempo. Una brújula en Chicago apunta de lleno al Norte, mientras
que en Nueva York se orienta a los 15° Oeste. Y si se analiza la orientación que tiene a lo largo de
un millón de años, es probable que esta misma brújula se oriente a veces hacia el Sur, puesto que
los polos magnéticos se invierten cada 250.000 años aproximadamente, con fuertes variaciones
temporales. Los geofísicos piensan que la próxima inversión será “dentro de poco”, ya que el
fenómeno se produjo por última vez hace 780.000 años.
Último detalle para perderse aún más: históricamente, en general, en las brújulas se denominó
el “polo Norte” al lado que apuntaba hacia nuestro Norte geográfico, al menos de forma aproximativa. Más tarde, medidas más precisas llevaron a distinguir, además del Norte geográfico, un Norte
“magnético” terrestre. La convención quedó así, lo mismo se aplicó a los imanes. Ahora bien, en
magnetismo, los polos opuestos se atraen. Si nuestro Norte magnético terrestre atrae al lado Norte
de los imanes, es porque en realidad es un polo Sur magnético. Luego, ¿dónde está el fallo?…
12
© Julien Aubert, CNRS-IPGP
La convección en el núcleo es lo que origina la generación
del campo magnético de la Tierra por efecto dinamo. Los
movimientos del fluido conductor (estructuras turbulentas en
color azul) estiran las líneas del campo magnético, dándoles
energía. La persistencia de la dinamo terrestre durante los
últimos 3.500 millones de años genera limitaciones en la
trama de la evolución térmica del planeta.
research*eu NÚMERO ESPECIAL I SEPTIEMBRE DE 2008
Una fuente de energía con mucho
potencial
Desde hace unos veinte años, los científicos
intentan apoyar la teoría con hechos. Las
interacciones electromagnéticas son bien
conocidas, pero el carácter “autosostenido”
sigue siendo hipotético. Para Philippe Cardin,
del Laboratorio de Geofísica Interna del
Observatorio de Grenoble (Francia): “Si se
consigue controlar el fenómeno de forma
experimental, las aplicaciones serán muy prometedoras. Ya estamos en condiciones de
engendrar un campo magnético imponiendo
una fuerte rotación a una esfera metálica que
contenga sodio líquido, sometida a la vez a un
campo magnético exterior. Si se recrean las
condiciones de funcionamiento autosostenido, se generará electricidad a través de las
interacciones electromagnéticas. Entonces,
podríamos poner a punto un generador
eléctrico revolucionario copiando a nuestro
planeta”.
M. F. L.
TECTÓNICA DE PLACAS
La cinta transportadora
La tectónica de placas, imaginada desde
principios del siglo XX, pero “demostrada”
finalmente entre los años sesenta y setenta, es la
piedra angular de la geología contemporánea.
La corteza terrestre, sobre la que vivimos, reposa,
a varios kilómetros de profundidad, sobre una
“cinta transportadora” de magma en la que se
desplazan trozos de la litosfera, desde hace
4.000 millones de años. Estas placas se mueven
y entran en colisión, a veces se fusionan para
formar un supercontinente único. Pangea,
el último de ellos, desapareció hace 130 millones
de años, cuando se abrió el océano Atlántico.
La Tierra, tal y como es hoy en día, es el resultado
del desplazamiento y de la colisión de los
fragmentos de este supercontinente.
¿P
or qué siempre lo que se conoce menos es lo que está más
cerca? ¿Cómo se puede comprender lo que está bajo nuestros pies? ¿De qué está hecha la litosfera, que
tan sólo tiene unas decenas de kilómetros de
espesor, y a qué fuerzas telúricas está sometida esta capa que forma la base de los continentes y tapiza los fondos oceánicos, donde
tan sólo mide algunos kilómetros? Desde
Copérnico, Galileo, Kepler y Huygens, la ciencia primero ha descubierto lo que estaba lejos:
la posición de nuestro planeta en el sistema
solar y, más allá, la que ocupaba este último
en la inmensidad galáctica del Universo.
La época de los aventureros
Y, no obstante, desde el siglo XVIII, la geología fue objeto de gran curiosidad y de
numerosas observaciones. Desde esa época,
fueron muchos los científicos apasionados
y emprendedores que se aventuraron a los
lugares más extremos, recorriendo cumbres,
valles, mesetas y llanuras de los cinco continentes. Examinaron las estructuras del suelo y
del subsuelo, recopilando y clasificando fósiles,
minerales, rocas y sedimentos de todo tipo.
La existencia de los volcanes que arrojan
lava y de otros puntos calientes de la Tierra es
la prueba de que su centro contiene una masa
líquida en estado de fusión: el magma. La idea
que perduró durante mucho tiempo fue que,
bajo el efecto del calor, la corteza terrestre
sufría presiones verticales. Así se explicaba el
levantamiento de las montañas, y sus contrapartidas, formadas por las depresiones oceánicas o terrestres.
Pero esta teoría demasiado escueta (y poco
fundamentada) no bastaba para explicar las
insólitas observaciones de los geólogos. Entre
otras cosas, constataron que en diversos lugares continentales muy distantes unos de otros,
separados por océanos, se podían encontrar
sorprendentes singularidades y similitudes de
algunos “geótopos” muy comparables. Tenían
en común configuraciones rocosas, flora
(helechos) o fauna (lemúridos), como se
encuentran, por ejemplo, en África o en Brasil,
en Madagascar o en Indonesia.
La anatomía afroamericana
Los mapas geográficos se fueron haciendo
cada vez más precisos, revelando la forma de
los continentes a pequeña escala. Algunos
investigadores al examinarlos se preguntaban
cómo se podía dar la articulación (casi anatómica) entre el cabo sudamericano de Arrecife
y el “hueco” del Golfo de Guinea en África: las
costas de estos dos continentes se acoplaban
casi a la perfección.
Alfred Wegener formalizó esta constatación
de la “intercontinentalidad” de las formaciones
geológicas y de la deriva de los continentes,
sin poder apoyarla en una explicación científica. En 1915, este meteorólogo – que se hizo
geólogo por curiosidad y fue un gran aventurero (perdió la vida en una exploración científica
en Groenlandia dieciséis años más tarde) publicó un libro visionario, Die Entstehung
der Kontinente und Ozeane (literalmente: “El
origen de los continentes y de los océanos”).
Wegener proponía en él la tesis de la denominada “deriva de los continentes”. Según él,
la corteza terrestre, al yacer a un centenar de
kilómetros de profundidad sobre un magma
viscoso (en movimiento bajo el efecto del
calor interno), está sometida a desplazamientos no verticales sino laterales. Describía el
estado actual de la coincidencia geográfica
visual de América, separada de Europa y África
por el Océano Atlántico, como resultado del
desmembramiento, iniciado hace 250 millones
de años, de un antiguo supercontinente único
que él denominó Pangea.
La explicación fue acogida por la gran
mayoría de los geólogos con un silencio
sobrecogedor. Esta deriva de los continentes
representaba un enfoque revolucionario, que
iba en contra de todos los principios que prevalecían en las ciencias de la Tierra. Pero la
idea innovadora se había lanzado y despertó
el interés de los científicos más curiosos.
No obstante, hubo que esperar a los años
sesenta y setenta para encontrar pruebas
research*eu NÚMERO ESPECIAL I SEPTIEMBRE DE 2008
13
TECTÓNICA DE PLACAS
científicas de la tectónica de placas,
que supusieron la consagración del genio
visionario de Wegener.
La revelación tectónica
La mayoría de las confirmaciones llegaron
cerca de medio siglo más tarde. Un paso decisivo fue franqueado en los años cincuenta,
cuando las mediciones batimétricas registradas por los investigadores del laboratorio
Lamont-Doherty de la Universidad de
Columbia en el Verna, buque de investigación
oceanográfica, establecieron la existencia de
la primera dorsal submarina: la denominada
dorsal medio-atlántica que recorre desde el
Océano Ártico, en el norte de Islandia, hasta
el sur del Atlántico. Se comprendió entonces
que por este inmenso corte subía magma en
estado de fusión, sometido a movimientos de
convección originados en el manto, escapándose y empujando permanentemente sus dos
bordes.
14
© CNRS Phototheque/Jean-François Ritz
Riesgo sísmico en Irán. La falla activa de Mosha,
que atraviesa el macizo de Alborz (a cuyos pies
se encuentra la ciudad de Teherán, con sus
12 millones de habitantes) está provocada por
el desprendimiento, en extensión, de la parte
de la placa euroasiática que rodea la cuenca del
Mar Caspio al hundirse bajo el Caúcaso. La imagen,
tomada en 2006 dentro del marco de la investigación
franco-iraní que analizó este movimiento
considerado como reciente (1 millón de años),
muestra bien las “fisuras” que se deben a la
extensión. Este fenómeno tectónico regional
está asociado a la compresión global entre la
placa arábica y la placa euroasiática.
Hacia finales de los años sesenta se disponía de cada vez más instrumentos de investigación, proporcionados principalmente por la
batimetría, el paleomagnetismo y la sismografía. Sirvieron de base para una formulación
global de la tectónica de placas, emitida por el
francés Xavier Le Pichon y el estadounidense
Jason Morgan, que publicaron por separado
sendos artículos sobre este tema en el mismo
año 1968. Dentro del marco de una operación
pionera de exploración abisal denominada
Famous, Xavier Le Pichon fue el primer científico que, a bordo de un submarino, “bajó
a ver” la dorsal del Atlántico Norte a la altura
de las Azores. Esta campaña oceanográfica
confirmó el impresionante escape magmático
a lo largo de todo este gran corte vertical de
la litosfera.
El modelo de la tectónica ha supuesto una
auténtica revolución en las Ciencias de la
Tierra, puesto que ha permitido comprender
cómo funciona el rompecabezas de la corteza
research*eu NÚMERO ESPECIAL I SEPTIEMBRE DE 2008
terrestre, dividida en una decena de grandes
placas (compuestas por trozos de corteza continental u oceánica) que derivan en torno al
globo, sobre la capa superior viscosa del
manto, denominada astenosfera. Como el diámetro de la Tierra sigue siendo constante, la
creación incesante de nueva corteza a nivel de
las dorsales medio-oceánicas tiene que acompañarse de un volumen correspondiente de
destrucción de la corteza. Esta destrucción se
observa cuando la placa oceánica, más fina
(pero cuya densidad es más elevada que en el
caso de la corteza continental) entra en colisión con esta última. En algunos lugares de la
Tierra estas dorsales son visibles en la superficie: en Islandia, en la fosa tectónica de África,
en la zona de Afars y de Issas (Djibouti).
Esta colisión se traduce generalmente en la
subducción (cuando la placa oceánica se
sumerge bajo la placa continental). En este
lugar se acumulan los frotamientos y las tensiones entre las placas, responsables de los
© Sylvie Leroy/CNRS-UPMC
TECTÓNICA DE PLACAS
La deriva de los continentes hace que en Oriente
Próximo se alejen imperceptiblemente Arabia
y África, separadas por un brazo de mar reciente,
el Golfo de Adén. Varios proyectos científicos
estudian la estructura de este joven océano.
Este mapa muestra el detalle del relieve de la
Dorsal de Sheba, situada entre la costa de Omán
y la punta de Somalia. En verde, en lo alto, está la
costa de Omán. Abajo se encuentra la Isla Socotra.
La dorsal, de color rojo anaranjado, está orientada
Este-Oeste. En azul, a la derecha, los fondos del
Océano Índico.
seísmos, y allí se forman la mayoría de los volcanes, materializando la fusión de la placa
oceánica y la subida de la parte magmática
más ligera.
En qué consiste un terremoto
Así, en el transcurso de algunas décadas, se
ha pasado de la teoría a la práctica y la tectónica se ha convertido en una ciencia útil para
comprender lo que constituye una de las catástrofes naturales más dramáticas: los terremotos.
Las tensiones ejercidas por la subducción
generan grandes cantidades de energía que,
cuando llega la ruptura, se liberan provocando un movimiento sísmico. La mayoría de las
grandes regiones en las que la Tierra tiembla
están surcadas de grandes fallas, a veces de
cientos o miles de kilómetros de longitud, de
dorsales espectaculares y de cadenas montañosas, que son otras tantas manifestaciones
geológicas de las zonas de actividad tectónica.
Las zonas de subducción y las fallas activas,
como la famosa falla de San Andrés
(California) o la falla del norte de Anatolia
(Turquía) constituyen zonas de fragilidad a lo
largo de las cuales se producen los seísmos
más violentos, cuando se libera de repente la
energía acumulada por el frotamiento de las
dos placas.
Al liberarse la energía se generan a la vez
dos tipos de ondas que se expanden por los
suelos adyacentes: las que se propagan más
rápidamente (pueden llegar a 6 kilómetros
por segundo en la superficie, siendo las que
primero detectan los sismógrafos) son las
denominadas “de compresión”, puesto que
conllevan una serie de movimientos de dilatación-compresión de los suelos de forma paralela y en el plano de su eje; en segundo lugar,
las ondas transversales provocan un fenómeno
de pliegue de los suelos que se expande como
el movimiento de las olas. Estas ondas son las
que conllevan efectos más devastadores.
La revisión del vulcanismo
La tectónica de placas ha aportado un nuevo enfoque a la explicación del fenómeno del
vulcanismo, ya sea submarino o continental.
En efecto, la mayoría de los volcanes están alineados a lo largo de grandes fallas tectónicas
por las cuales remonta el magma, resultado de
la fusión parcial de la capa inferior de la litosfera bajo la acción del calor del núcleo terrestre.
Sube hacia la superficie allí donde se da la
subducción o la divergencia de dos placas. Las
erupciones volcánicas se producen cuando
esta materia fundida, acumulada en unas
cámaras magmáticas, experimenta estadios de
presión excesiva y es expulsada por las chimeneas que llevan a los cráteres.
Pero, más allá de este principio ampliamente aceptado, algunos volcanes pueden ser
“puntos calientes” o lugares que no están relacionados con ninguna frontera entre las placas
tectónicas: un punto de magma más caliente,
que sube desde el manto, puede romper la
litosfera. Si el lugar de calor en profundidad se
mantiene fijo, mientras toda la placa litosférica
se mueve, los puntos calientes van formando
“rosarios”, como en el archipiélago de las islas
Hawai.
Cada volcán es único y se puede clasificar de
acuerdo a distintas categorías. Los especialistas
utilizan, entre otras, una clasificación según tenga erupciones efusivas, en las que la lava se
vierte de forma bastante fluida, o explosivas,
capaces de proyectar grandes cantidades de gas
y cenizas calientes, provocando nubarrones
ardientes y enormes bocanadas volcánicas.
El aporte de la geodesia espacial
Desde hace varias décadas se viene desarrollando una cartografía minuciosa de todos los seísmos que se producen en la superficie de nuestro
planeta. En ella se pretende modelizar los desplazamientos horizontales de las placas tectónicas que componen la corteza terrestre. Al registro
de datos a través de la observación geológica en
el suelo, cabe añadir la gran revolución que han
supuesto los avanzados instrumentos de la geodesia espacial incorporados a varios satélites,
como Envisat y Cryosat. Permiten medir con
cada vez más precisión las deformaciones
relacionadas con los movimientos telúricos
más recientes o los que “se están gestando” en
las zonas con alta actividad sísmica. En palabras de Xavier Le Pichon: “La tectónica que
fabrica las cadenas montañosas lo hace por
una acumulación de rupturas sucesivas que la
sismología nos permite estudiar. Por lo tanto,
el estudio de los seísmos equivale a estudiar
la tectónica instantánea".
Eso no significa que los conocimientos
actuales permitan predecir, hoy en día, dónde
y cuándo se producirá el más mínimo temblor
de tierra. No obstante, unidos a los conocimientos cada vez más exactos de los fenómenos
pasados, permiten evaluar y cartografiar con
más detalle el riesgo sísmico, que refleja la
probabilidad de un seísmo de intensidad
determinada y el valor humano, económico y
medioambiental de la región potencialmente
afectada. Una serie de modelizaciones elaboradas permiten simular el impacto de un seísmo
y determinar las zonas que se verán más afectadas. Eso pretende el proyecto Risk-UE
(2001-2004), que abarcó las ciudades de
Barcelona, Bucarest, Bitola, Catania, Niza, Sofía
y Tesalónica. La Comisión Europea (Dirección
General de Medio Ambiente) trabaja actualmente en una estrategia de reducción de los
riesgos de desastres antrópicos o naturales
que, en un momento dado, podría dar pie al
desarrollo de la cartografía multirriesgo de
las regiones de Europa más vulnerables, no
solamente a los seísmos y a las erupciones
volcánicas, sino también a los numerosos riesgos relacionados con la geología.
Didier Buysse
research*eu NÚMERO ESPECIAL I SEPTIEMBRE DE 2008
15
SEÍSMOS
Temblores, deslizam
La geología no se
contenta con explicar
el carácter vivo del
planeta. También
pretende prever
y prevenir los “caprichos
de la Tierra”. El multidisciplinario proyecto
europeo LESSLOSS,
que reúne a unos
cincuenta socios,
estudia especialmente
los seísmos y los corrimientos de tierras.
Río de barro
en Boulc-en-Diois,
Drôme (Francia)
16
research*eu NÚMERO ESPECIAL I SEPTIEMBRE DE 2008
© BRGM im@gé/Michel Saint-Martin
L
as noticias vuelan, y nunca se han
propagado tan rápidamente como en
nuestro mundo de “tiempo real” y de
la comunicación inmediata. En el
transcurso de un año, prácticamente cada
semana se pueden ver imágenes y comentarios
que ilustran alguna catástrofe natural (terremotos, corrimientos de tierras, inundaciones,
incendios forestales) en algún continente. Esta
mediatización tiene un efecto positivo: la opinión pública es más consciente de los riesgos
naturales y de sus consecuencias, y espera que
los responsables políticos adopten medidas
de seguridad. Todo ello porque los fenómenos
naturales, aunque por naturaleza sean casi
siempre fatales e imprevisibles, pueden anticiparse y, hasta cierto punto, prevenirse.
¿Encontraremos algún día un medio fiable de
dar la alerta ante un terremoto determinado? Por
el estado actual de nuestros conocimientos, la
respuesta es sin duda negativa. Desde hace décadas, los científicos estudian en vano todas las pistas para descubrir anomalías de la naturaleza que
pudieran constituir motivo de alerta. Se han
SEÍSMOS
ientos y flujos
seguido varias de ellas, como las observaciones
sistemáticas de los cambios de los niveles de
agua y de los índices de radón en las muestras
de aguas subterráneas, o como la elevación apenas perceptible de algunos terrenos, de las variaciones de la velocidad de las ondas en las
superficies de los suelos, de la perturbación del
medio electromagnético, e incluso del comportamiento de algunas especies animales.
Precursores huidizos
© BRGM im@gé/Pierre Mouroux
© BRGM im@gé/Pierre Mouroux
En los años setenta, China llevó a cabo
intensas campañas de observación de este
tipo y logró lo que hoy en día es un hecho
considerado como único en la historia: predecir, con 24 horas de antelación, un seísmo de
más de 7 grados en la escala de Richter, que
efectivamente se produjo el 4 de febrero de
1975 en la región de Haicheng. Pero a este
“caso modelo de empirismo”, basado en una
combinación precipitada de signos considerados como precursores que permitieron esta
predicción exitosa, no le siguieron otros. No
se esclarecieron numerosos detalles, como el
número de personas que había permitido salvar y los daños evitados. No se pudo extraer
ninguna enseñanza seria, por ejemplo, para el
terremoto del año siguiente, el seísmo de Tang
Chang (probablemente el más devastador de
todos los tiempos, con un balance estimado de
600.000 muertos) o más recientemente, para la
catástrofe que se dio en 2008 en Sichuan.
A finales de los años ochenta, tres investigadores griegos, Varotsos, Alexopoulos y
Nomikos, propusieron un método de predicción que bautizaron con sus iniciales
(VAN), basándose en un sistema de registro de
señales electrosísmicas (SES). Parece ser que
en 1988 y 1993, la descodificación de tales
señales permitió anunciar sacudidas de alcance medio que se produjeron en su país. En
realidad, la reproducibilidad y la fiabilidad de
sus medidas y de sus conclusiones nunca han
sido reconocidas en el plano científico.
Asimismo, suscitaron una controversia político-científica: teniendo en cuenta las grandes
incógnitas sobre los terremotos, ¿qué alcance
puede tener la “experimentación” de una predicción? Ante la envergadura de las acciones
de salvaguarda (como la evacuación de las
poblaciones consideradas como amenazadas
y los paros que eso conlleva) hay que descartar
como posible “herramienta” el esperar a que se
produzca un cataclismo de forma inminente,
por la propia naturaleza aleatoria de dicho
fenómeno.
un proyecto integrado de investigación, llamado
LESSLOSS, dedicado a la mitigación (es decir,
a la disminución de los efectos) de los riesgos
sísmicos y de los corrimientos de tierras.
Este proyecto, que se enriquece con los
conocimientos de sus 46 socios (un tercio de
ellos empresas), es un “gran encuentro” con
especialistas de la investigación sobre la mitigación. Michaele Calvi, coordinador del proyecto y, entre otras cosas, director del
European School of Advanced Studies in
Reduction of Seismic Risk de la Universidad de
Pavía (Italia), opina que: “El enfoque multidisciplinario es esencial. Los seísmos tienen que
ser combatidos con un esfuerzo común de
científicos, ingenieros, sociólogos, expertos en
telecomunicaciones, sismólogos, matemáticos,
urbanistas, etc. Sólo de esa forma se podrá
cuantificar y reducir el riesgo”.
André Plumier, de la Universidad de Lieja
(Bélgica), quien coordinaba el grupo
“Reducción de la vulnerabilidad de los materiales de construcción”, añade: “En tal consorcio, este tipo de proyecto tiene la ventaja de
que sus socios pueden abrirse a la totalidad de
la problemática sísmica en vez de quedarse
encerrados en la torre de marfil de su tema
favorito. Asimismo, estos encuentros, con sus
asambleas generales, favorecen la creación de
una auténtica comunidad de investigadores de
este campo”.
Enfoque de mitigación
Frente al riesgo natural hay que apostar
más por políticas de “protección”, de preparación de las poblaciones para atenuar y minimizar las consecuencias de las catástrofes
inherentes a los “caprichos de la Tierra”. En
2004, la Unión Europea financió la creación de
Seísmo de Gölcük, en
Turquía (17 de agosto
de 1999). El edificio
inclinado tomó esta
posición debido a un
fenómeno de licuefacción del suelo de los
cimientos. El otro,
construido según una
tipología de columnas
y vigas en hormigón
armado, fue destruido
por un fenómeno
de torsión.
Efecto de emplazamiento
A todos los niveles, los corrimientos de tierras tienen en común con los seísmos el que
ambos son consecuencia del movimiento de
la corteza terrestre en su parte superficial.
A este respecto, es importantísimo hacer un
diagnóstico sobre “el efecto de emplazamiento”: saber cómo reaccionan los suelos a los
movimientos sísmicos caso por caso, en una
situación geográfica determinada. Por ejemplo, se sabe que las formaciones geológicas
sólidas (compuestas por rocas) transmiten los
movimientos sísmicos sin modificarlos, mientras que los terrenos sedimentarios arcillosos
o arenosos, menos rígidos, pueden provocar
la amplificación de las sacudidas sísmicas.
Pero los corrimientos de tierras también
pueden producirse independientemente de
los terremotos, provocando daños comparables. Sin embargo, pueden ser vigilados por
separado con señales geomorfológicas
research*eu NÚMERO ESPECIAL I SEPTIEMBRE DE 2008
17
Río de lava en Piton de la Fournaise
(isla de la Reunión), en la década
de los ochenta.
© CNRS Photothèque/Frank Lavigne
© CNRS Photothèque/Emmanuel Perrin
© BRGM im@gé/François Michel
SEÍSMOS
Concepción y ensamblado
de un sensor sísmico.
más previsibles, como los pequeños
movimientos de terreno, la circulación del agua
subterránea en las microfisuras, etc. Estas alteraciones están relacionadas con restricciones
asociadas al peso de las masas rocosas y sedimentarias, así como con la erosión producida
por el agua, restricciones que son mucho
menos complejas que los mecanismos profundos de la tectónica de placas. Para estudiarlas,
es esencial la herramienta del posicionamiento
por GPS. Otra innovación reciente para analizar los ligeros desplazamientos de los suelos
se basa en el LIDAR (Light Detection and
Ranging), un aparato que utiliza el láser
luminoso para recopilar datos topográficos y
batimétricos con una extraordinaria precisión.
La herramienta digital
Hay que contar también con los conocimientos cada vez más avanzados de la tectónica de placas, en particular en los límites de
las mismas, basados en comparaciones con datos
multidisciplinarios adquiridos tanto por los análisis posteriores de las sacudidas recientes y de
Tras el tsunami del 26 de diciembre de 2004 (Indonesia),
la iniciativa “Tsunarisque” pretende comprender por qué se produjo
este desastre y lograr un mejor sistema de prevención.
sus efectos, como por la arqueosismología o la
paleosismología. Estos datos permiten discernir mejor geográfica y físicamente algunas
zonas de alto riesgo y definir valores potenciales
de la intensidad macrosísmica. Así se dispone de
sistemas de información geográfica (GIS, por sus
siglas en inglés) que representan una cartografía
sísmica de la Tierra cada vez más detallada.
Estos sistemas están alimentados con un
amplio abanico de datos geológicos cada vez
más completos sobre la naturaleza y los comportamientos de los suelos superficiales, así
como de las infraestructuras humanas: viviendas, industrias, infraestructuras viales. Uno
de los ejes de investigación importante de
LESSLOSS se centró en métodos avanzados de
modelización digital en dos o tres dimensiones
que permiten evaluar el movimiento sísmico.
Así, una simulación llevada a cabo en la cuenca de Grenoble, en los Alpes franceses, reveló
que las ondas sísmicas que parten de los bordes de la falla tectónica provocan un movimiento amplificado, que dura más tiempo, a
nivel de la cuenca.
Italia en primera línea
I
talia, con más de 100.000 muertes relacionadas con terremotos en el siglo pasado, es el país
europeo que más riesgo sísmico corre. Ha tenido que desarrollar un amplio sistema de control
de sus tres volcanes activos (el Etna, el Vesubio y el Estrómboli) que siguen representando un
riesgo permanente para el gran número de habitantes que vive a sus pies. En algunas zonas, la
ordenación del territorio y la urbanización se enfrentan a otra amenaza: los corrimientos de
tierras. Eso sucedió hace diez años en la catástrofe de Sarno, en la que murieron 150 personas.
Desde entonces, un amplio proyecto de censo denominado IFFI (inventario de los fenómenos de
corrimientos de tierras en Italia) demostró que cerca del 6% del territorio nacional puede
calificarse de inestable y representa un riesgo real.
“Además del número de víctimas, los cataclismos terrestres tienen graves repercusiones
financieras y económicas para las comunidades que se hacen vulnerables a todos los niveles del
complejo sistema social”, explica Michel Calvi. “Por ello, la mitigación de los efectos y la respuesta
a las situaciones de crisis tienen que realizarse desde un punto de vista holístico e integrado.
El desafío que asumió LESSLOSS es haber solicitado conocimientos a todos los actores, tanto
urbanistas, informáticos, economistas, sociólogos, como geólogos e ingenieros”.
18
research*eu NÚMERO ESPECIAL I SEPTIEMBRE DE 2008
Avances parasísmicos
La investigación sobre los materiales clásicos
(hormigón armado, acero) ha traído avances de
seguridad considerables en materia de construcción parasísmica en el transcurso de las
últimas décadas. En terremotos recientes en
países como Japón (que sufrió el fuerte seísmo de Kobe en 1995) o los Estados Unidos
(en California), la resistencia de la gran mayoría
de los edificios y de las infraestructuras viales
da fe de estos avances. Uno de los ejes de
investigación de LESSLOSS, particularmente
desarrollado por el ENEA en Italia, dio prioridad
al desarrollo de nuevos sistemas de disipación
de la energía, que constituyen en realidad el
único medio de reducción de los efectos de
un terremoto. Se utilizan aislantes sísmicos
horizontales de baja dureza para las construcciones clásicas.
Otros estudios relativos a edificios más
complejos pretenden crear amortiguadores
sobre cojinetes de caucho, deslizantes acoplados a elementos de histéresis o incluso sistemas
pendulares de fricción. Se está desarrollando
una innovación importante para unos amortiguadores de inducción eléctrica que convierten
la energía mecánica en corrientes eléctricas
disipadas por medio del calor. Dicho sistema
podría reforzar la estabilidad de las grandes
infraestructuras (puentes, viaductos, etc.). Otras
técnicas, basadas en la utilización de fibras de
polímero reforzadas, se aplican en grandes instalaciones existentes.
Además, la investigación parasísmica no
sólo estudia “el continente”, también tiene que
proteger “el contenido” de los edificios, particularmente en el caso de las empresas que trabajan
con equipos peligrosos.
D. B.
www.lessloss.org
© BRGM im@gé/François Michel
© LAMS
© IFP
© BRGM-im@gé/Nicolas Baghdadi
El hombre de la tierra
“Somos una parte de la tierra y ella forma parte de nosotros.
Las flores perfumadas son nuestras hermanas. El ciervo, el caballo,
el gran águila, son nuestros hermanos. Las escarpadas montañas,
los prados húmedos, el calor del poni y el hombre…, todos pertenecen
a la misma familia. (…)
Sabemos que el hombre blanco no entiende nuestras costumbres.
Le es indiferente una parcela de tierra u otra, porque es un extranjero
que llega por la noche y toma lo que necesita de la tierra. No la ve
como a una hermana, sino como a una enemiga. Cuando ya la ha
conquistado, sigue adelante. Abandona la tumba de sus antepasados
sin importarle. Le quita la tierra a sus hijos sin importarle. La tumba de
sus antepasados y el patrimonio de sus hijos caen en el olvido.
Trata a su madre, la tierra, y a su hermano, el cielo, como a objetos que
se compran, se saquean y se venden como ovejas o perlas brillantes.
Hambriento, el hombre blanco acabará tragándose la tierra, no
dejando tras de sí más que un desierto. (…)
Debéis enseñar a vuestros hijos lo que nosotros hemos enseñado
a los nuestros: que la tierra es su madre. Todo lo que le ocurre a la tierra
también les ocurre a los hijos de la tierra. Si los hombres escupen en el
suelo, se escupen a sí mismos. Al menos sabemos eso: que la tierra no
pertenece al hombre, que es el hombre el que pertenece a la tierra.
Lo sabemos muy bien. Todo está unido entre sí, como la sangre que
une a una misma familia. Todo está relacionado. Todo lo que le ocurre
a la tierra también le ocurre a los hijos de la tierra. El hombre no creó
la trama de la vida, es sólo una fibra de la misma. Lo que haga con ese
tejido, se lo hace a sí mismo”.
Extracto del discurso del jefe Seattle (hacia 1786 - 1866), de la tribu
de los Duwamish, al gobernador Isaac M. Stevens (existe cierta
controversia sobre los términos exactos del discurso).
research*eu NÚMERO ESPECIAL I SEPTIEMBRE DE 2008
19
PATRIMONIO
Geología y paisajes
Los paisajes tienen una historia. Reflejan la historia
de la Tierra y de los hombres. A continuación,
hacemos un breve repaso de las huellas de este
pasado y de un presente que está forjando una
cierta “visión” del futuro.
L
os paisajes se han ido forjando por la
naturaleza y la estructura del subsuelo, la interacción profunda entre el
manto y la litosfera, y los vaivenes de
las placas tectónicas. Las grandes cadenas
montañosas reflejan las zonas de colisión
entre dos placas continentales, o entre una
placa oceánica y una placa continental. La
huella del clima se puede observar en muchos
lugares, ya sea el vulcanismo reciente en la
Calzada de los Gigantes de Antrim (Irlanda del
Norte), las entalladuras de hielo en una base
cristalina antigua de los fiordos noruegos, o los
colores suntuosos de los terrenos pérmicos en
las gargantas del Cians en Francia… La fascinante y conocida historia de estos paisajes
atrae cada vez más a un público aficionado al
medio ambiente y a la naturaleza. La Red de
Geoparques Europeos federa 32 de estos
lugares, de gran interés cultural y patrimonial.
La geología local determina también la
naturaleza de los materiales de construcción
disponibles, que contribuyen a dar su sello
particular a las ciudades y a sus monumentos,
así como a la arquitectura rural. Uno de los desa-
fíos de las políticas modernas de conservación
de edificios estriba en encontrar los lugares de
extracción de las rocas ornamentales utilizadas
en la arquitectura. “Hay que ser un gran especialista para poder identificar los materiales
empleados, hace tantos siglos, para un determinado monumento o catedral, y encontrar su
lugar de origen. Asimismo, se espera que
algunos de estos lugares se puedan explotar,
para extraer de allí los elementos necesarios
para el mantenimiento o la restauración del
patrimonio. Además de su valor cultural, no
hay que olvidar que esta riqueza representa
también una baza económica por el turismo
que genera”, explica Patrice Christmann,
secretario general de EuroGeoSurveys (1).
Hacia las profundidades
Pero, desde hace siglos, también el hombre
modela los paisajes. Las terrazas de cultivo
(restanques, por su nombre en francés), bordeadas de muros hechos de piedras secas tan
típicos del paisaje provenzal, son ejemplo de
ello. Tenían un objetivo utilitario: proteger los
suelos (preciado recurso) de la erosión. Los
Paisaje geológico
de la región de Atar,
en Adrar (Mauritania).
20
research*eu NÚMERO ESPECIAL I SEPTIEMBRE DE 2008
subsuelos, cuya exploración aportó otras cicatrices al paisaje, también suscitaron interés
desde el principio. Al inicio de la era industrial
se cavaron galerías, a veces muy profundas,
para encontrar minerales ocultos en la corteza
terrestre. Una vez agotadas o si su explotación
ya no era rentable, la mayoría de ellas terminaban cerrando sus pozos. La enorme demanda
de materiales de construcción de nuestras
sociedades modernas (2), junto con el extraordinario desarrollo de los dispositivos mecánicos, han cambiado radicalmente el entorno
natural creando espectaculares canteras a cielo
abierto o amplias zonas de explotación de
yacimientos aluviales de grava.
Por suerte, las legislaciones (particularmente las europeas) obligan a las sociedades
explotadoras a rehabilitar los sitios al final de
la explotación. Más de un bañista ignora que
está nadando en un lago que en su día fue
una cantera de grava, y más de un aficionado
de la observación de los murciélagos o de las
orquídeas no se da cuenta de que el biotopo
que está viendo fue una cantera. De esta forma,
una antigua explotación puede adquirir un
valor ecológico superior al de origen y formar
nuevos biotopos, como las zonas húmedas
creadas en los lugares de extracción de arena
y grava.
La conquista de las montañas
Actualmente la industria minera, para hacer
frente a la creciente demanda de minerales
y metales, explota masivamente los yacimientos
situados en las zonas montañosas recónditas,
que antes estaban fuera de su alcance debido
a su relieve y a la falta de vías de comunicación. A diferencia de las planicies cargadas de
sedimentos, las cadenas montañosas y su geología particular ofrecen fuentes de minerales
(oro, cobre, plata, cinc, wolframio, etc.) que se
constituyeron al levantarse estas montañas
sobre antiguas zonas de subducción de las
placas oceánicas.
Impresiona y preocupa la amplitud de los
estragos causados y algunos paisajes mineros
parecen imágenes de la Luna, que hablan por sí
solas. No obstante, tienen que ser temporales,
ya que las sociedades mineras responsables de
estos trabajos se jactan de hacer gala de una
buena gobernanza (la Corporate Social
Responsability). De no ser así, estos trabajos
gigantescos pueden conllevar la modificación
de los ecosistemas locales y la pérdida de la
biodiversidad. Los problemas planteados pueden ser de todo tipo: perturbaciones cualitativas
y cuantitativas de los sistemas hídricos, concentraciones de lodos tóxicos cargados de
metales pesados, eliminación de la cubierta
vegetal, reducción de la diversidad de las
especies, cambio de topografía, etc.
Según Patrice Christmann: “Las políticas
públicas, por un lado, tienen que crear las
condiciones de explotación racional de los
recursos geológicos (energía, minerales, aguas
subterráneas, etc.) y, por otro, establecer un
marco jurídico (combinado con un sistema de
garantías financieras para prevenir los impactos
medioambientales y sociales de explotaciones
mal concebidas) que imponga obligaciones
a las empresas explotadoras que no quieran
comprometerse a realizar acciones voluntarias”.
Además, para la población, algunos cambios radicales pueden afectar a las sociedades
integradas en estos entornos, en particular en
los países en desarrollo. Las repercusiones
sociales y económicas (cuando son equitativas)
benefician a las comunidades locales (creación
de empleo, desarrollo de competencias locales
en una amplia gama de oficios, nuevas infraestructuras y creación de servicios, compra de las
tierras, integración territorial, etc.). No obstante,
no siempre está garantizado que compensen el
tributo ecológico y social a pagar, teniendo en
cuenta los cambios introducidos por el desarrollo rápido de las actividades mineras o petrolíferas en el seno de poblaciones que antes
vivían en equilibrio con su entorno.
“Sin embargo, oponer la ‘buena’ naturaleza
a la ‘mala’ industria no hace que avance el
debate, en un mundo ávido de suministros. La
pregunta pertinente sería cómo utilizar los
recursos existentes de forma más eficaz y qué
políticas se pueden desarrollar a nivel mundial
(la Unión Europea de forma aislada tan sólo
tiene un peso relativo) en el respeto a la calidad de la vida”, precisa el secretario general
de EuroGeoSurveys.
restación, utilización excesiva del mercurio
(nocivo para la salud) en la explotación del
oro, trabajo infantil, prostitución, sida, etc. A
iniciativa del Banco Mundial y del Ministerio
para el Desarrollo Internacional del Reino
Unido (DFID, por sus siglas en inglés), se va
a promover una movilización internacional
para paliar esta situación (3).
“Esperemos que la política para garantizar
la seguridad de los abastecimientos de recursos no energéticos de la Unión Europea, en
curso de elaboración, dote a la Comisión de
medios de acción y haga posible una revisión
de la política europea de ayuda al desarrollo,
en la que las palabras ‘geología’ y ‘recursos
minerales’ están ausentes por el momento.
Y eso a pesar de que la UE importa masivamente recursos de los países en desarrollo,
cuyas instituciones y recursos humanos son
demasiado débiles para garantizar una explotación racional de sus recursos, que sea compatible con los principios del desarrollo
sostenible”, concluye Patrice Christmann.
Christine Rugemer
(1)
Las nuevas “fiebres del oro”
(2)
Otro aspecto preocupante es el desarrollo
de la minería artesanal, muy extendida en
algunos países en desarrollo (de África,
América Central y América del Sur, AsiaPacífico), ricos en minerales preciosos. Esta
actividad de supervivencia está experimentando un gran auge (más de treinta millones
de personas en todo el mundo se dedican
a ello), y la practican comunidades pobres,
a menudo itinerantes. Las consecuencias pueden ser nefastas, en diferentes ámbitos: desfo-
(3)
The Association of the European Geological Surveys –
www.eurogeosurveys.org
En la Unión Europea se extraen entre 2,5 y 3 mil millones
de toneladas al año, o sea la masa de aproximadamente
1 kilómetro cúbico de roca.
En particular, a través del CASM (Communities, Artisanal
and Small Scale Mining).
Red de Geoparques Europeos
www.europeangeoparks.org
CASM
www.artisanalmining.org
research*eu NÚMERO ESPECIAL I SEPTIEMBRE DE 2008
21
© BRGM-im@gé/Nicolas Baghdadi
PATRIMONIO
MEGALÓPOLIS
Tokio, 35 millones
de habitantes con su
extrarradio. Está entre
las diez mayores
megalópolis, pero no
por mucho tiempo…
© Shutterstock
La fragilidad del gigantis
En 2007 se produjo un récord inesperado: según
la ONU, la población urbana (3.200 millones
de ciudadanos) superó por primera vez a la
población rural (3.100 millones de habitantes).
El margen es estrecho, pero irá aumentando
puesto que va a continuar el movimiento hacia
la ciudad, que se ha cuadruplicado en los
últimos cincuenta años. Un movimiento con
fuerza centrípeta que plantea numerosas
cuestiones relacionadas con la sostenibilidad.
L
a denominación “megalópolis” se atribuye a las ciudades de 10 (incluso 8)
millones de ciudadanos. La capital de
Japón (33 millones, 35 con su extrarradio), más poblada que la totalidad del
Canadá como país, está considerada como la
mayor del mundo, pero no se quedan muy
atrás Nueva York (24 millones), Yakarta (18),
la Ciudad de Méjico (22)… Esta tendencia al
gigantismo, el avance demográfico, así como
la globalización que cambia los polos económicos, van trazando una nueva geografía
urbana. Por ejemplo: la “hipermegalópolis”
Chongqing, en el centro de China, que engloba a cuatro municipios próximos. Chongqing,
situada a las riberas del río Yangtsé, junto a la
Presa de las Tres Gargantas, cuenta con
33 millones de habitantes y recibe anualmente a 500.000 más.
Las zonas de “megamiseria”
La afluencia de nuevos habitantes tiene
connotaciones más dramáticas en las ciudades
de los países en desarrollo y de los países de
economías emergentes. ¿Cómo van a poder
gestionar Dakar o Lagos a los recién llegados
cuando se sabe que su población llegará a los
9-10 millones de aquí al año 2015? ¿Cómo va
a evolucionar el mayor barrio de chabolas de
África, Kibera, en Nairobi (Kenia), que cuenta
con un millón de habitantes (más de la mitad
sin acceso al agua) hacinados en el 5 % del
territorio de la ciudad?
En Asia, África, América Latina, se van
desarrollando ciudades gigantes de forma
anárquica y peligrosa, tanto en terrenos acci-
22
research*eu NÚMERO ESPECIAL I SEPTIEMBRE DE 2008
dentados no estabilizados, como en espacios
cercanos a las costas, o incluso en zonas áridas o semiáridas. Esto plantea allí graves problemas de suministro de agua, de estabilidad
y de contaminación de los suelos debido a la
falta de evacuación adecuada de los desechos,
que además se suelen emplear para formar
terraplenes. Una serie de catástrofes naturales
(ciclones, inundaciones, subida del nivel del
mar, seísmos, corrimientos de tierras, etc.)
han puesto de relieve que para poder evaluar
y minimizar estos peligros hay que utilizar
enfoques geológicos (como la cartografía multirriesgo) adaptados a estos frágiles espacios
habitados.
Modelos exportables
De este modo, un consorcio francés, dirigido por la empresa G2C Environnement, el
Instituto Nacional de Investigación Agronómica
de Francia (INRA) y la consultoría M.E.E.D (1),
está llevando a cabo un cálculo muy preciso de
la presión que ejercen las expansiones urbanas
sobre los ecosistemas. El lugar de estudio elegido es la zona portuaria de Marsella-Fos
(Francia). Se están elaborando algunas herramientas de modelización de los impactos de
las extensiones del puerto y de los vertederos
de la ciudad en los recursos cercanos. “Fos-surmer ilustra lo que suele suceder en los países
en desarrollo, con enormes programas de
infraestructuras y de gestión de desechos”,
destaca Alain L. Dangeard, economista y presidente del consejo de administración de
M.E.E.D. “El proyecto incluye igualmente la
creación de herramientas de ayuda para la
© Shutterstock
mo
toma de decisiones a fin de identificar y preservar los recursos ecológicos y la constitución
de una red de especialistas en modelos urbanos
que puedan actuar en cualquier continente. La
prioridad dada al medio ambiente tiene que
concebirse como una inversión y una forma
de actuar contra la pobreza, teniendo en
cuenta la interfaz campo-ciudad”.
Conocer el subsuelo
No hay que olvidar que una ciudad depende muchísimo de su subsuelo y de las zonas
circundantes para cubrir numerosas necesidades: abastecimiento de agua (a menudo
subterránea), materiales de construcción (la
mayoría de origen geológico), capacidad de
espacio en el subsuelo (cimientos, canalizaciones, aparcamientos, túneles, depósitos de
almacenamiento). Para identificar los riesgos
relacionados con las interacciones con estas
zonas “de abajo” es necesario integrar la dimensión geológica, indispensable para una planificación y ordenación territorial sostenible.
Los proyectos de investigación europeos en
el área de riesgos naturales como ARMONIA
y LESSLOSS (Sexto Programa Marco), o los
trabajos de la red ESPON (financiada por el
Fondo Europeo de Desarrollo Regional), han
desarrollado herramientas innovadoras para la
integración de los riesgos naturales en la planificación y la ordenación urbana. El hecho de que
el transporte de materiales de construcción
representa aproximadamente la mitad de las
toneladas/kilómetro transportadas por carretera
en Europa, demuestra lo importante que es acercar los centros de producción de estos materiales a sus lugares de consumo, para reducir las
emisiones de CO2. Este enfoque, que implica una
buena integración del conocimiento de los recursos y la preservación de su acceso, constituye un
elemento importante de una política de ordenación territorial esencial para la ciudad sostenible.
¿Una oportunidad o una trampa?
Para Anna Tibaijuka, directora de ONUHABITAT (2), el desarrollo de las ciudades es
inevitable. Por lo tanto, según ella: “Se tendría
que pensar en una urbanización sostenible
siguiendo los principios del desarrollo sostenible.
La ciudad puede representar una oportunidad
para la humanidad o una trampa horrible”.
Para que la ciudad opte por esa vertiente de
“oportunidad positiva”, las administraciones
urbanas tendrían que ser muy eficaces y resolutivas para gestionar una serie de problemas
cruciales: los desechos, el tráfico, la energía, la
canalización del agua, los materiales de construcción, los problemas socioeconómicos (el
desempleo, la violencia, la salud, las drogas, el
envejecimiento de la población, etc.).
Los observadores optimistas opinan que las
ciudades siempre han sido vectores de crecimiento y desarrollo (material y cultural), lugares
cuyos habitantes pueden salir de la pobreza,
que ofrecen escolarización y acceso a la atención médica, y favorecen las interacciones y los
intercambios. Opinan que se podrían desarrollar
los transportes públicos (utilizando carburantes
no contaminantes), señalando que el consumo
de energía disminuye en un 30 % cuando se
agrupan las viviendas, y que se podría explotar la energía solar de forma muy eficaz en las
megalópolis privilegiadas geográficamente.
Los sociólogos más positivos observan que los
habitantes de los barrios de chabolas hacen
gala de ingenio e imaginación para salir adelante, creando subculturas que les permiten
conseguir una calidad de vida (relativa).
Algunos demógrafos presentan previsiones
tranquilizadoras de estancamiento del crecimiento anual de la población total de aquí al
año 2010 (3).
C. R.
(1)
(2)
(3)
Siglas en francés de: materias primas, agua, medio
ambiente, (desechos) y desarrollo.
ONU-HABITAT, que pertenece a la ONU, y cuya sede
está en Nairobi (Kenia), es la institución responsable
de la coordinación de las actividades relacionadas con
los asentamientos humanos.
Teniendo entonces un índice de fecundidad por mujer
de 3,82 en África, 2,59 en Asia, 1,68 en América Latina, 1,06
en América del Norte y 0,24 en Europa.
ARMONIA (Applied Multi Risk Mapping of
Natural Hazards for Impact Assessment)
www.armoniaproject.net
LESSLOSS
www.lessloss.org
ESPON (European Spatial Planning
Observation Network)
www.espon.eu
ONUHABITAT
www.unhabitat.org/
MEGALÓPOLIS
Un subsuelo “muy vivo”
M
ontreal posee el mayor complejo peatonal subterráneo del mundo (unos
treinta kilómetros, perfectamente
señalizados), además de dos líneas de metro.
Las universidades, los museos, los edificios
públicos están unidos a esta red (denominada
familiarmente “Reso”) que está llena de comercios
(el 35 % de las tiendas de la ciudad), de restaurantes y empresas de servicios. ¿Sería ésta una
solución para el futuro? Eduardo de Mulder,
director ejecutivo de la Secretaría del Año
Internacional del Planeta Tierra, especialista en
geociencias y desarrollo urbano, opina: “Es lógico
que los centros urbanos se extiendan en su parte
subterránea, sobre todo en los que se da una falta
de espacio”. Técnicamente, se puede hacer todo
en el subsuelo. “Las construcciones subterráneas
son más sostenibles a nivel medioambiental,
consumen menos energía de calentamiento o de
aire acondicionado. Requieren menos mantenimiento y renovación en el diseño, pierden
menos valor financiero y son más seguras en
caso de terremoto. No obstante, estas construcciones a veces se enfrentan a problemas de
aguas subterráneas, por lo que hay que tomar
precauciones especiales en sus cimientos”.
Aunque las ciudades modernas se desarrollan
verticalmente, la multitud de rascacielos llega
a un límite. La planificación de las plantas, bajo
las torres, no se justifica únicamente por razones
de estabilidad. “Existe un potencial de desarrollo
subterráneo, que va a plasmarse en las próximas
décadas. Creo que al menos el 25 % de los
ciudadanos de las megalópolis trabajarán,
se desplazarán y se relajarán en el subsuelo…
En China, unos 30 millones de personas viven
en sótanos. El ser humano es capaz de adaptarse
a todas las condiciones”.
research*eu NÚMERO ESPECIAL I SEPTIEMBRE DE 2008
23
HIDROGEOLOGÍA
El agua invisible de la vida
Desde que la necesidad de gestionar mejor las
reservas mundiales de agua se ha convertido en
un objetivo fundamental para los gobiernos del
planeta, han salido a la luz las amenazas que se
ciernen sobre el agua subterránea. No obstante,
sigue habiendo incoherencias…
D
esde la Antigüedad clásica, los
zahoríes buscan agua con tan
sólo un palo. A ciegas, opinarán
la mayoría de los científicos,
puesto que la distribución del agua subterránea
está condicionada por las peculiaridades de la
geología local. Los conocimientos geológicos
necesarios para su explotación se desarrollaron
sobre todo en el siglo XIX, pero tan sólo hace
unos veinte años que disponemos, en algunos
países, de imágenes de los suelos en tres
dimensiones que permiten localizarla y administrarla.
El agua tan sólo forma ríos y lagos en los
suelos cársticos mientras que, en general, suele
tomar la forma de una multitud de gotitas que
se infiltran en medios subterráneos porosos.
Algunos suelos actúan como inmensas esponjas que filtran una parte del agua de lluvia y la
almacenan en una “zona de saturación”, lugar
en el que todos los intersticios están llenos de
agua.
Orígenes del agua subterránea
Este agua forma las capas freáticas y queda
retenida por un periodo que varía entre unos
días y varios miles de años. Forma parte del
ciclo hidrológico, variando su velocidad de
circulación según el acuífero (la formación
geológica por la que transita) puesto que,
exceptuando las capas fósiles de las regiones
desérticas, cuyas reservas son limitadas debido
a la escasez de las precipitaciones, el agua
subterránea circula y se renueva, lenta o rápidamente, según el tipo de suelo en el que esté
encerrada y el grado de inclinación, de la capa
impermeable en la que subyace el acuífero.
Si bien cada acuífero es único debido a sus
especificidades geológicas, se pueden clasificar según la forma en la que su agua se
encuentre retenida o circule. En un “acuífero
poroso”, compuesto por materiales blandos
como la arena o la grava, el agua circula entre
los granos de la roca. En un “acuífero fisurado”,
se mete a través de las fisuras que recorren
capas geológicas como las de granito o de
pizzara. Los “acuíferos cársticos”, constituidos
de carbonato cálcico o caliza, comportan fisuras, cavidades y, a veces, poros.
Se dice que una capa freática es “libre”
cuando fluctúa de arriba a abajo libremente,
en general, en un acuífero de poca profundidad. Por el contrario, si está recubierta por
una capa de suelo impermeable, la capa es
“cautiva”. Se encuentra entonces a mayor profundidad y el agua, bajo presión, en ocasiones
sale a la superficie a través de un pozo artesiano. Las “capas aluviales” constituyen un
Principales tipos de capas freáticas:
1. Capas aluviales: arena y grava, espesor 10-50 m, 100-150 l/m3 de roca, relación con la corriente de agua.
2. Capas cautivas: arena, arenisca, caliza, cubierta por una capa impermeable, alimentación localizada.
3. Capas libres: carbonato cálcico, caliza, arenisca, 30-100 l/m3 de roca, no tienen cobertura impermeable.
4. Medio fisurado: granito, pizarra, 5-30 l/m3 de roca, alimentación por toda la superficie.
3
1
4
2
Fuente: Les eaux souterraines, connaissance et gestion, de Jean-Jacques Collin, dibujo de J.F. Rieux, BRGM Editions y Hermann Editeurs des Sciences et des Arts
24
research*eu NÚMERO ESPECIAL I SEPTIEMBRE DE 2008
HIDROGEOLOGÍA
tipo especial de capas libres, y se forman en
las grandes extensiones de arena y de grava
que bordean los ríos.
Unos conocimientos esenciales
La mayoría de los medios acuáticos dependen en gran medida de la regulación natural
que ejercen las aguas subterráneas. Por ejemplo, muchos ríos se secarían en verano si no
estuvieran alimentados por las capas aluviales
que los bordean o, por el contrario, se desbordarían sistemáticamente en invierno si el
suelo no absorbiera el exceso provocado por
las precipitaciones. El agua subterránea proporciona casi un tercio del volumen de todas
las corrientes de agua del planeta, es decir,
aproximadamente 12.000 km³ al año.
Por lo tanto, este recurso vital contribuye
en gran medida a regular el flujo de las aguas
de superficie, por lo que hay que estudiar su
mecánica para comprender y prever las inundaciones. Estos conocimientos también son
determinantes en el área de la construcción,
tanto para evitar las subidas de las capas freáticas en las construcciones como para garantizar
la estabilidad del suelo en el que se erigen,
puesto que los acuíferos forman parte integrante de la geología propia de una región.
Por ejemplo, en Méjico, la bajada del nivel de
las aguas debida a la sobreexplotación de las
capas freáticas ya ha provocado hundimientos
de terreno y destruido numerosas infraestructuras. En Riad, en Arabia Saudí, la incorporación
de agua potable procedente de las plantas de
desalinización provoca la subida de las capas
freáticas, cuya agua causa daños en los sóta-
nos y perturba la red de distribución de agua
corriente.
Las industrias a menudo emplean el agua
subterránea, que suele ser de fácil acceso,
excelente calidad y con buen caudal, esencialmente como líquido de enfriamiento. Pero
sobre todo es vital para el riego: alrededor del
40 % de la agricultura mundial depende, al
menos en parte, de este tipo de agua.
No obstante, las aguas del subsuelo tienen
un valor inestimable porque constituyen una
extraordinaria reserva de agua potable. Con
excepción de la enorme cantidad de agua dulce
inexplotable que contienen los glaciares y los
casquetes polares, cerca del 97 % de las reservas accesibles del planeta se esconden bajo
tierra. En Europa, alrededor del 50 % del agua
potable proviene de las capas freáticas.
Recurso vital amenazado
“Por lo general, las aguas subterráneas son
de mejor calidad que las aguas de superficie,
puesto que han sido filtradas previamente en
la ‘zona no saturada’ que está por encima del
depósito”, precisa Maciej Kłonowski, hidrogeólogo de EuroGeoSurveys. Si las condiciones geológicas lo permiten, pueden ser
bombeadas localmente. Son dos ventajas que
hacen que su explotación sea poco costosa.
No obstante, con frecuencia quienes explotan estas aguas y sus consumidores ignoran el
papel vital que desempeñan estas aguas.
Las consecuencias las pagan los países del
área mediterránea principalmente. En España,
de 100 acuíferos, más de la mitad están sobreexplotados. En la cuenca del río Segura, el
Principales tipos de porosidad
Arena y grava
Rocas ígneas
Caliza
ratio existente entre la cantidad de agua extraída de las capas freáticas y la cantidad de agua
renovada por las precipitaciones pasó de
menos del 20 % en los años ochenta al 130 %
en 1995.
“Cuando se bombea el agua de una capa
freática, hay que hacerlo de forma sostenible”,
destaca Maciej Kłonowski. “La sobreexplotación de un acuífero puede conllevar la modificación de la composición química del agua,
por ejemplo, con un aumento nefasto de la
concentración de hierro o de manganeso.
Otra posible consecuencia es la elevación de
salmuera proveniente de los acuíferos profundos subyacentes o, en las regiones costeras, la
infiltración del agua del mar en la capa freática.
Todos estos factores hacen que el agua subterránea no sea apta para el consumo y, teniendo
en cuenta que no se puede tratar una capa freática o que puede ser un proceso extremadamente caro, se termina abandonando el acuífero
durante años e incluso para siempre”.
En las regiones áridas o semiáridas, en las
que el agua subterránea es más necesaria, el
recurso está muy mal gestionado. “En España
se utiliza una gran cantidad de agua para el
cultivo de productos agrícolas precoces, como
las fresas, con métodos de riego mal adaptados: el agua simplemente se rocía sobre los
campos, malgastándose debido a la evaporación. Esto demuestra hasta qué punto hay que
ajustar las actividades de superficie a la cantidad de agua disponible para preservar las
capas freáticas de forma sostenible”, recuerda
Wilhem Struckmeier, secretario general de la
Asociación Internacional de Hidrogeólogos
(IAH, por sus siglas en inglés). “Este desconocimiento, incluso olvido del papel fundamental
de las aguas subterráneas no sólo se da en los
países del Sur. En el Norte tampoco se aprecia
lo suficiente este recurso, pero las consecuencias de su mala gestión son menos evidentes,
puesto que abunda el agua en la superficie”.
Un conocimiento fragmentado
Intergranular
Fisura
Intersticio por disolución
¿Dónde se puede encontrar agua subterránea? El agua se desliza por los intersticios de los granos
de arena, las fisuras de las rocas y los intersticios por disolución.
Fuente: Environnement Canada. Página web sobre el agua dulce: www.ec.gc.ca/water/.
Reproducido con la autorización del ministro de Obras Públicas y Servicios Gubernamentales, 2008.
El desarrollo de las industrias y la intensificación de la agricultura aceleraron la explotación del agua subterránea a partir de los años
cincuenta. “Por desgracia, la financiación de la
investigación en hidrogeología se destinó principalmente a lograr los conocimientos necesarios para el desarrollo de la ingeniería civil. Los
esfuerzos se concentraron en facilitar la
research*eu NÚMERO ESPECIAL I SEPTIEMBRE DE 2008
25
HIDROGEOLOGÍA
Flujo del agua subterránea
Río alimentado
por la emisión
de agua subterránea
Alimentación por
las precipitaciones
Zona de aeración
(humedad del suelo)
Zona de saturación
(agua subterránea)
Fosa
de alimentación
Corriente subterránea
Acuífero
Mar
Vertido de agua
subterránea
en el mar
Invasión
de agua salada
Fuente: Environnement Canada. Página web sobre el agua dulce: www.ec.gc.ca/water/.
Reproducido con la autorización del ministro de Obras Públicas y Servicios Gubernamentales, 2008.
extracción, y no en estudiar el papel del
acuífero en el ciclo del agua ni en saber cómo
funcionaba globalmente la capa freática.
Aunque en Europa podamos explotar las capas
freáticas, aún disponemos de pocos conocimientos hidrológicos para hacerlo de forma
sostenible”, lamenta Wilhem Struckmeier.
El lanzamiento de la ambiciosa Directiva
Marco Europea del Agua, en el año 2000, supuso un cambio radical en la política de la Unión
Europea en la materia. Se iniciaron numerosas
investigaciones con vistas a mejorar la gestión
de este recurso vital. El proyecto AQUATERRA
es buen ejemplo de ello. Pretende comprender
mejor las múltiples interacciones que rigen el
sistema río/sedimentos/agua/suelo de las cuencas fluviales (1). “Estudiamos el movimiento de
la contaminación a través de estos diferentes
compartimentos, un campo aún poco conocido. No se sabe cómo el suelo puede almacenar durante años, incluso miles de años,
contaminantes como los HAP (2), por ejemplo.
También quedan por despejar numerosos
interrogantes sobre los procedimientos microbiológicos que intervienen en la degradación
de algunos contaminantes en los suelos y en el
agua”, explica Johannes Barth, hidrogeólogo de
la Universidad de Tübingen (Alemania) y coordinador científico de AQUATERRA.
La baza principal de este proyecto es que reúne
a un amplio abanico de científicos y de protagonistas conocedores del tema: geólogos, investigadores
de socioeconomía, ingenieros medioambientales,
26
químicos, administradores, responsables políticos,
etc. Se reúnen con vistas a sentar las bases científicas necesarias para la elaboración de modelos digitales que apoyen la gestión de las cuencas fluviales.
Las teorías investigadas en los laboratorios serán
probadas en las cuencas del Ebro, del Danubio, del
Meuse, del Elba y las fuentes de Brévilles. Se han
elegido estos sistemas hidráulicos tan diferentes a
propósito, a fin de facilitar la extrapolación de los
resultados de AQUATERRA a otras cuencas.
El proyecto ya ha hecho posible que se
comprenda mejor la importancia de las llanuras aluviales que bordean los ríos: “No sólo
permiten prevenir las inundaciones, sino que
su dinámica de pH y la particularidad de su condición de oxidorreducción hacen que desempeñen un papel determinante en el ciclo de
reabsorción de los contaminantes”, explica
Johannes Barth.
superficie también podría llevarnos a cuestionar nuestros modos de consumo y de producción, en particular los agrícolas. Todas
estas realidades hacen que tan sólo un enfoque pluridisciplinario consiga encontrar las
respuestas adecuadas para gestionar el agua
subterránea de forma sostenible.
En 2004, los gobiernos europeos, en una directiva sobre las aguas subterráneas, destacaron la
importancia de las aguas aún escondidas en toda
la Tierra. Pero estas buenas intenciones apenas se
han traducido en hechos. “Tan sólo una convocatoria de proyectos concernía directamente a las
aguas subterráneas en el Séptimo Programa
Marco”, lamenta Johannes Barth. “¡Qué aberración
tratar cuestiones medioambientales de tal envergadura ofreciendo tan pocos medios a la investigación científica relacionada con el agua!".
Wilhem Struckmeier opina lo mismo: “Hacen
falta más fundamentos científicos sólidos para
poder establecer un sistema de protección eficaz
de las aguas subterráneas. No existe ninguna
definición clara de lo que tiene que considerarse
como ‘una masa de agua subterránea’, término
utilizado en la Directiva europea sobre aguas
subterráneas. Además, las modalidades de recogida de datos sobre la calidad de estas aguas son
demasiado heterogéneas y poco pertinentes en
numerosos países europeos. Las ayudas financieras de la Unión en este campo se centran
mucho en la reabsorción de los contaminantes o
en la sobreexplotación de las capas freáticas, en
detrimento de los proyectos que pretenden
mejorar su gestión. Yo creo que Europa se centra demasiado en las consecuencias de los problemas y no lo suficiente en su origen”.
Julie Van Rossom
(1)
(2)
Una cuenca fluvial es una porción de territorio delimitada
por la línea de las cumbres, cuyas aguas alimentan un
desagüe común como un río, un lago o incluso el mar.
Hidrocarburos policíclicos aromáticos, un tipo de
contaminante orgánico persistente (COP).
Del dicho al hecho
La explosión de la demografía mundial, las
consecuencias inciertas del calentamiento climático, la desigualdad en el acceso al agua de
los pueblos, etc., podrían llevar a una “crisis
del agua”, por lo que tendría que haber una
gestión global sostenible de las aguas subterráneas. No obstante, siguen existiendo
enormes incertidumbres científicas al respecto. Estos depósitos de agua dulce, aunque
estén ocultos bajo tierra, están unidos a los
suelos y al resto del ciclo del agua. Su vulnerabilidad frente a las actividades humanas de
research*eu NÚMERO ESPECIAL I SEPTIEMBRE DE 2008
AQUATERRA
46 socios – 15 países (AT-BE-CH-CZ-DE-DKES-FR-IT-NL-PL-RO-RS-SK-UK).
www.attemptoprojects.de/aquaterra/5.0.html
Asociación Internacional de
Hidrogeólogos (International Association
of Hydrogeology o IAH)
Más de 3.500 miembros de unos 135 países.
www.iah.org
CONTAMINACIÓN
© LAMS
Los suelos bajo perfusión
Los Dicyrtoma viven en el suelo. Poseen un aparato
saltador, denominado “furca”, situado bajo su
vientre, que les permite saltar en caso de peligro
y catapultarse en el aire. Se alimentan de materias
orgánicas y participan activamente en el equilibrio
biológico de los suelos.
Agricultura intensiva,
vertederos subterráneos,
complejos industriales
abandonados: nuestra
tierra madre está siendo
maltratada. Europa,
a través de algunos
proyectos de tratamiento
biológico de la contaminación de los suelos,
está impulsando
algunas soluciones
eficaces. ¿Pero bastarán
dichas soluciones para
dar un soplo de vida
a los suelos agónicos?
E
l 20 de agosto de 2006, el “Probo
Koala” atracó en el puerto de Abiyán.
En su cala transportaba 581 toneladas de residuos tóxicos, mezcla de
sulfuro de hidrógeno, sosa cáustica, fenoles
y petróleo. Durante la noche, estos detritos
fueron cargados a bordo de camiones y se
esparcieron por la ciudad, en vertederos.
Como consecuencia de esta inmensa contaminación del suelo hubo 10 muertos y 7.000 personas hospitalizadas. Un mes antes, el
armador había intentado que una empresa
autorizada del puerto de Ámsterdam tratase su
molesto contenido, pero había desistido por el
coste prohibitivo de la operación.
Evidentemente, se trata de un caso extremo,
pero la contaminación afecta a todos los suelos del planeta, con consecuencias alarmantes.
La organización Pesticide Action Network
Europe (1) midió en marzo de 2008 los índices
de pesticidas de 40 vinos originarios de
Europa, Sudáfrica, Australia y Chile: todas las
botellas contenían rastros de pesticidas, superando algunas… ¡5.800 veces la dosis autorizada
para el agua del grifo!
La agricultura en el punto de mira
A menudo se culpa a los agricultores de la
contaminación de los suelos. Los abonos orgánicos y otros insecticidas se utilizan a veces sin
ton ni son, en cantidades excesivas, y los poderes públicos saben que es casi imposible prohibir su utilización sin condenar las cosechas.
Pero según Lydia Bourguignon, ingeniera
agrícola del Laboratorio de Análisis Micro-
biológico de los Suelos (Francia), el problema
es más profundo: “Tras varias décadas de agricultura intensiva, hemos llegado a un callejón
sin salida. Los suelos están agotados y tienen
que ser alimentados por perfusión para soportar los cultivos”. La causa del empobrecimiento
de los suelos resulta insospechada: el excesivo
peso de la maquinaria agrícola. Al compactar
la tierra impiden que el oxígeno penetre en
ellas, privando así de sus nutrientes esenciales
a los microorganismos, vectores de crecimiento
de los cultivos.
“No son los únicos daños”, precisa la científica. “La compactación del suelo provoca la
escorrentía de las aguas de lluvia, erosionando
el terreno. Además, el flujo arrastra una buena
parte de los pesticidas y los fertilizantes hacia
los ríos próximos. No obstante, existen técnicas de cultivo alternativas, como la agricultura
de conservación (2), cuya eficacia ha sido probada en Brasil y Argentina. Son menos costosas
y, sobre todo, mucho menos nocivas para el
medio ambiente”. Lydia Bourguignon también
insiste en la elección de los cultivos: “Ya es hora
de recordar que cada suelo tiene una vocación.
Mientras sigamos queriendo plantar zanahorias
en una tierra propicia para los cereales, tendremos que utilizar sustancias químicas para paliar
las carencias del suelo”.
research*eu NÚMERO ESPECIAL I SEPTIEMBRE DE 2008
27
Los industriales son los primeros
contaminadores
Según las cifras de la Agencia Europea para
el Medio Ambiente, las actividades industriales
suponen el 62 % de las fuentes de contaminación de nuestros suelos, representando el sector
petrolero el 14 %. Entre las sustancias nocivas
más frecuentes se encuentran los metales
pesados (37 %), los aceites minerales (33 %),
las sustancias aromáticas y los fenoles.
No obstante, las empresas europeas tienen
la obligación de preocuparse por la contaminación que producen. Para descontaminar su
suelo o tratar sus desechos recurren a expertos,
como la BRGM, la Oficina de Investigaciones
Geológicas y Mineras de Francia. Dominique
Darmendrail, hidrogeoquímica y asesora científica en el BRGM, nos habla de los avances
logrados en la materia: “Desde hace más de
veinte años estamos poniendo a punto procedimientos de descontaminación basados en
tratamientos biológicos de la contaminación o
en la estabilización de los compuestos químicos culpables. A modo de ejemplo, nos contactó una empresa de fundición que deseaba
extraer el fenol de las arenas utilizadas en la
fabricación de moldes. Tras algunos meses de
investigación, nuestros laboratorios aislaron
un grupo de bacterias que podían degradar el
fenol. Estos microorganismos, cultivados in situ,
fueron diseminados en las arenas contaminadas, que tras este tratamiento fueron reutilizadas convirtiéndose en relleno de carretera.
En el caso de los metales pesados se emplean también técnicas de estabilización química.
“Así se hace con el cromato, utilizado con frecuencia en las empresas metalúrgicas”, precisa
Dominique Darmendrail. “Se inyecta hidrosulfito sódico en el suelo, lo que provoca una
reducción del cromo VI en cromo III. La primera forma del compuesto es tóxica y soluble,
28
A
por lo tanto, susceptible de emigrar hacia las
aguas subterráneas, mientras que el cromo III
es poco soluble y no es tóxico”.
Curar y prevenir
La Comisión Europea desea reforzar estos
principios de respuesta a través de convocatorias de propuestas para el tratamiento biológico
de los suelos contaminados. Estas convocatorias, aunque sigan siendo demasiado escasas
según los expertos, ya están dando algunos
frutos, entre ellos dos éxitos: los proyectos
STRESOIL y BIOMINE.
Los científicos del proyecto STRESOIL – in
situ STimulation and REmediation of contaminated fractured SOILs - estudiaron los productos
derivados del petróleo que se incrustan en las
fisuras de numerosos terrenos. “No fue nada
fácil”, narra Frank Haeseler, jefe de proyecto
en el Instituto Francés del Petróleo y responsable de la sección “tratamiento biológico” de
STRESOIL. “Todo el equipo se daba cita con
regularidad en la antigua base aérea de
Kluczewo (Polonia), donde los terrenos estaban fuertemente contaminados con queroseno. Como en todo el norte de Europa, su
suelo estaba compuesto por arcilla glaciar
caracterizada por fracturas verticales provocadas en su formación por los movimientos de
los glaciares. Nos encontramos con estructuras
arcillosas impermeables al queroseno que se
filtraba por las fracturas hasta llegar a las
capas de arena, a partir de las cuales contaminaban las capas freáticas situadas, en nuestro caso, entre 5 y 6 metros más abajo”.
Se probaron dos procedimientos, basándose
cada uno en la creación, en el subsuelo, de
discos de arena horizontales destinados
a interconectar las fracturas verticales naturales. La primera técnica consistió en inyectar
vapor de agua a 100 °C para drenar y eliminar
research*eu NÚMERO ESPECIAL I SEPTIEMBRE DE 2008
B
© IFP
Investigaciones realizadas por el Instituto Francés
del Petróleo, miembro del proyecto Stresoil.
A Realización de fracturas hidráulicas para la técnica piloto de
tratamiento por inyección de vapor.
B Tratamiento por inyección de vapor en un ensayo geológico
mediante fracturación hidráulica.
C Excavación geológica para el tratamiento experimental
mediante inyección de vapor.
D Instalación piloto para el tratamiento por bioventilación en una
zona de arcilla en la que se han realizado fracturas hidráulicas.
E Equipo de tratamiento del aire extraído del ensayo de tratamiento
por bioventilación (filtración por carbón activado).
© IFP
CONTAMINACIÓN
C
el queroseno, que pasa a la fase de vapor y
puede ser recuperado en un pozo del que es
bombeado. La segunda, más suave pero también más lenta, consistió en estimular los
microorganismos presentes en el suelo para
favorecer la biodegradación del contaminante.
Las fracturas creadas “airearon” el terreno, lo
que aumentó el rendimiento de la descontaminación. Frank Haeseler manifiesta complacido:
“Nuestro proyecto finalizó hace tres meses,
con resultados muy satisfactorios. Cada uno
de los métodos produjo un rendimiento de
descontaminación del 72 %. La inyección de
vapor permitió descontaminar los suelos en
tres meses mientras que se tardaron doce en
la técnica de bioestimulación pero, al fin y al
cabo, ambos procedimientos tuvieron un coste
equivalente”.
El proyecto BIOMINE – BIOtechnology for
Metal bearing materials IN Europe – tiene
como objetivo principal la preservación de los
recursos optimizando la eficacia ecológica de
los métodos de recuperación de los metales.
“Europa es un gran productor de metales por
extracción minera”, comenta Dominique Morin,
investigador en el BRGM y coordinador del
proyecto. “La pirometalurgia es la técnica generalmente utilizada para separar los metales del
resto de la roca. Las altas temperaturas que
necesita hacen que se consuma mucha energía
y las soluciones residuales en fase gaseosa que
produce implican emisiones nocivas”. Como
solución de sustitución o de acompañamiento,
BIOMINE propone la biohidrometalurgia, es
decir, recurrir a los microorganismos como
catalizadores para degradar y disolver los minerales. Las estructuras de este tipo, de pequeño
tamaño y más flexibles, son más baratas
y menos dañinas.
“Actualmente, no se puede utilizar únicamente la biohidrometalurgia, pero esta técni-
E
© IFP
D
© IFP
© IFP
CONTAMINACIÓN
¿Basta con confiar
en la obra de la
naturaleza?
L
ca tan prometedora presenta ya ventajas
financieras. Al contrario de la pirometalurgia,
los minerales siguen estando en solución
acuosa, lo que evita la contaminación del aire.
Además, el procedimiento permite extraer el
máximo de metales pesados contenidos en la
roca”. Ahora bien, todos los desechos de las
actividades mineras se depositan en balsas
que se entierran, conteniendo cada balsa hasta 100 mil millones de toneladas de materia. Es
difícil garantizar la seguridad de estos emplazamientos al 100 %. Podría darse un problema
de estanqueidad de una balsa o incluso una
contaminación exterior secundaria que provoque nuevas reacciones químicas con los metales
aún presentes. Dominique Morin concluye:
“Al disminuir la cantidad de metales residuales
se reducen los riesgos de contaminación. Con
una investigación científica voluntarista,
muchos procedimientos industriales podrían
combinar mejores rendimientos económicos
con beneficios medioambientales utilizando
procesos biológicos”.
¿Existe un consenso europeo
en la materia?
Los esfuerzos de los investigadores por
elaborar métodos biológicos innovadores
y eficaces tan sólo tienen sentido si todos los
emplazamientos contaminados europeos
están registrados y si la voluntad de descontaminarlos se traduce en hechos. En ese sentido,
la opinión de Luca Montanarella, responsable
del European Soil Data Center (Italia), es incisiva: “Actualmente, la Unión Europea no se ha
implicado casi nada en la gestión de los suelos.
No obstante, el punto muerto en el que nos
encontramos no es sinónimo de falta de
voluntad de la Comisión o del Parlamento
Europeo, sino de falta de consenso entre los
países miembros”. En efecto, en el año 2000 se
constituyó un grupo de trabajo para establecer
una estrategia en materia de gestión de los
suelos contaminados. Tomando como base
sus conclusiones, el Parlamento adoptó en
noviembre de 2007 una directiva marco que
requería, entre otras cosas, que cada Estado
miembro realizara un inventario de los lugares
contaminados en un plazo razonable. Luca
Montanarella precisa: “Nuestra propuesta no
era vinculante, nos limitábamos a la elaboración de un registro y delegábamos a los Estados
miembros la cuestión de la descontaminación”.
A pesar de ello, cinco Estados miembros de
peso se opusieron a esta directiva: Francia,
Alemania, los Países Bajos, Austria y el Reino
Unido, curiosamente los más avanzados en
materia de gestión de los suelos. Luca
Montanarella explica esta paradoja: “No desean
contribuir a un nuevo sistema para inscribir
datos que ya tienen. Por el contrario, los
22 Estados miembros restantes, que tan sólo
disponen de información muy limitada de sus
suelos, acogen la iniciativa favorablemente.
Esperemos que se pueda encontrar una solución
rápida. Por ejemplo, la directiva se adoptaría
tan sólo con que Francia cambiara de opinión,
pero preferimos llegar a un consenso general
negociando más los puntos de litigio”.
Marie-Françoise Lefèvre
(1)
(2)
Estudio sobre el vino PAN-EUROPA
Véase el artículo “Vuelta a la tierra”, research*eu n° 57
BIOMINE
37 socios – 14 países (BE-DE-ES-FI-FR-GRNL-NO-PL-RO-SE-UK-YU-ZA)
biomine.brgm.fr
STRESOIL
5 socios – 4 países (DK-FR-GR-PL)
stresoil.com
a atenuación natural es un método
poco utilizado para los suelos europeos.
Consiste en dejar actuar a los microorganismos presentes de forma natural en el
terreno, vigilando su evolución durante la
duración del tratamiento. Antes de aplicarla,
se garantiza su rendimiento en laboratorio
y se calcula, con una modelización, el plazo
de descontaminación. El procedimiento, muy
eficaz en algunos casos, particularmente
para la gestión de los lugares de almacenamiento de petróleo, es diferente según sea la
contaminación orgánica o metálica. En el primer caso, las bacterias in situ adecuadas
degradan el contaminante para reducir progresivamente la masa del mismo. En el caso
de los metales pesados, los microorganismos
inducen una modificación química hacia una
forma del compuesto menos móvil y tóxica.
Por lo tanto, no reduce la contaminación,
sino que bloquea los efectos nocivos de la
misma.
La atenuación natural apenas produce
desechos, exige poca estructura de superficie,
y sus costes de rehabilitación son menores
que los de la excavación o la diseminación de
bacterias exóticas. No obstante, los plazos de
descontaminación son largos. Más allá de
una cierta duración de la reabsorción (el
Reino Unido la ha fijado en 30 años), se descarta la atenuación natural puesto que es
difícil garantizar la perennidad de las condiciones favorables para la degradación, o de
evitar cualquier contaminación secundaria.
Y finalmente, para que sea creíble, la atenuación natural tiene que llevarse a cabo
siguiendo un protocolo (pruebas, modelo
predictivo y vigilancia), de no ser así cualquiera podría decir que utiliza este método
dejando el terreno al abandono.
research*eu NÚMERO ESPECIAL I SEPTIEMBRE DE 2008
29
CLIMA
© BRGM im@gé/François Michel
Gases con efecto
sobre la tierra
Erosión eólica en el Erg Eklewa,
en Mauritania.
Los suelos, sometidos a la erosión o a la
desecación, son víctimas de las variaciones
climáticas. Los cambios de las temperaturas y de
los niveles de humedad perturban su naturaleza
y su funcionamiento. Pero las tierras también
ejercen su influencia sobre los mecanismos
atmosféricos actuales. Al explotarlas en exceso,
los hombres están activando bombas climáticas
de efecto retardado indeterminado.
“¿C
uántos responsables políticos caminan sobre la
tierra que conforma la
estructura del suelo?”,
interpela Luca Montanarella, del Instituto de
Medio Ambiente y Sostenibilidad del Centro
Común de Investigación de la Comisión
Europea. “El asfalto nos separa de los desafíos
geológicos. Pero no hay que olvidar que el
suelo alberga nuestras raíces y contiene nuestros víveres”, continúa. El científico, apasionado por la agricultura, explica que a veces se
dejan de lado algunas problemáticas cruciales
para la supervivencia de la humanidad, por
fenómenos más espectaculares de la actualidad, como el cambio climático.
Los suelos, auténticos libros abiertos sobre
el clima, revelan a los paleoclimatólogos sus
30
ritmos y sus comportamientos milenarios. Las
composiciones isotópicas de los hielos de las
muestras extraídas en Groenlandia y en la
Antártica revelan cómo ha ido evolucionando
la concentración atmosférica en dióxido de
carbono (y por lo tanto, la temperatura) en las
transiciones entre los períodos glaciales e
interglaciales.
Estos últimos, más calientes, experimentaron niveles de CO2 de 300 ppmv (parte por
millón por volumen). Ahora bien, actualmente la concentración supera en un 28 % estos
picos registrados en periodos de más de
800.000 años. Las consecuencias más conocidas del aumento de las temperaturas son la
subida del nivel de los mares y la erosión de
las orillas, por la mayor frecuencia e intensidad de las tormentas.
research*eu NÚMERO ESPECIAL I SEPTIEMBRE DE 2008
Impactos geológicos
Pero la subida de las temperaturas provoca
también cambios geológicos en el interior de las
tierras. Aunque se hable menos de ellos en los
medios de comunicación, son muy importantes.
Más de la mitad de las superficies cultivables del
mundo (es decir, aproximadamente 1,964 billones de hectáreas) ya sufren degradaciones,
leves o graves, que tienen diversas causas,
a menudo asociadas.
La erosión hídrica, que se debe al desgaste
y a la escorrentía, arrastra las partículas de los
suelos. El mismo fenómeno se produce bajo el
efecto del viento: la erosión eólica afecta
sobre todo a las zonas predesérticas. Los suelos también se pueden degradar cuando se
altera su composición química (acidificación,
salinización, vertidos de desechos industriales,
utilización de abonos) y sus propiedades físicas, particularmente con el fenómeno de compactación.
Liberación de CO2
Estos cambios geológicos se están acelerando por el efecto multiplicador de la explotación agrícola: el cultivo de las tierras reseca
y va limitando la vida biológica, las hojas y las
ramas, lo que modifica la penetración del
agua. “Cuando un bosque se convierte en una
explotación agrícola o los pastos en tierras
arables, se amplifica el fenómeno de liberación del carbono” (1). Por un lado, desaparece
CLIMA
©Shutterstock
El efecto invernadero
L
os GEI son gases no artificiales - vapor de agua (H2O), dióxido de carbono (CO2), metano
(CH4), protóxido de nitrógeno (N2O), ozono (O3) –, o gases fluorados industriales, como los
clorofluorocarburos (CFC). Más de la mitad del efecto invernadero proviene del vapor de
agua, pero parece ser que las emisiones de origen antrópico de CO2 son responsables del 55 %
de su aumento. Pero otros GEI tienen un impacto diferente. Para compararlos, se utiliza el equivalente de CO2, también denominado PCG (Potencial de Calentamiento Global), que equivale
a 1 para el CO2.
La intensificación de las actividades humanas afecta igualmente a otros GEI distintos del CO2,
con un gran potencial de calentamiento. El metano tiene un PCG 23 veces mayor que el del CO2.
Las emisiones de metano, fruto de la fermentación de materia orgánica en medio anaeróbico,
según parece provienen esencialmente del deshielo del permafrost, por lo que se limita a algunas
regiones. En cuanto al protóxido de nitrógeno, producido por la oxidación de los compuestos nitrogenados utilizados o producidos por la agricultura y la cría de ganado, su PCG es aún mayor: 310.
la vegetación que ya no puede desempeñar su
papel fotosintético de transformación del CO2.
Por otro, se gasta parte de las valiosas materias
orgánicas almacenadas en los suelos durante
cientos de miles de años. Este preciado recurso,
que contribuye a la fertilidad de los suelos, es
una de las claves del calentamiento climático.
La expansión y la intensificación agrícola
ocasionan cambios en la cobertura vegetal
(desforestación y profunda modificación de la
vegetación) que aumentan la temperatura del
aire en la superficie de las regiones desérticas,
puesto que los suelos retienen menos humedad. La energía “latente”, que sirve para su
evaporación, disminuye mientras aumenta en
paralelo la denominada “sensible”, que calienta
el aire.
Como resultado, se desecan las tierras. El
ecosistema ya no proporciona a la población
los servicios necesarios para su supervivencia,
debilitándose durante mucho tiempo. Una
región fértil se convierte en zona estéril o
poco adecuada para la vida, cuyas precipitaciones anuales no llegan generalmente a los
200 mm. La desertificación acecha.
A qué se debe la desertificación
La degradación a menudo se debe a la
sedentarización de las poblaciones nómadas:
las tierras áridas sirven mejor para pastos que
para cultivos. Con los mercados globalizados,
la sobreexplotación inapropiada de los recursos
también es uno de los factores desencadenantes. La sobreproducción va bajando los precios
de venta y, por lo tanto, el nivel de ingresos de
los productores de los países pobres.
En las zonas áridas, las condiciones de precariedad hacen que las poblaciones dependan
más de los servicios prestados por los ecosistemas: se generaliza el uso de abonos nitrogenados, iniciando el círculo vicioso de la
sobreexplotación, y con él, el del calentamiento: los abonos se transforman parcialmente en
N2O, un potente gas de efecto invernadero
(GEI).
Asimismo, la evolución del clima desempeña un papel en la desertificación, que no deja
de ser complejo. Primero, la subida del CO2
atmosférico activa el crecimiento de algunas
especies de plantas, mientras que el calentamiento reduce las precipitaciones en estas
regiones, afectadas entonces por sequías cada
vez más severas y frecuentes, que llevan a la
desecación y a la degradación cualitativa de
los suelos.
Repercusiones mundiales
En total, la desertificación afecta a 3.600 millones de hectáreas, es decir, el 70% de las tierras
áridas del mundo, amenazando aproximadamente a mil millones de personas. Cada año,
va ganando 10 millones de hectáreas de tierras
cultivables. En Europa, el fenómeno, que afecta
ya a los países del sur, avanza hacia el norte,
El bosque, factor de equilibrio
y tesoro de materias orgánicas,
cada vez más amenazado por la
intensificación agrícola.
con diversas manifestaciones (como inundaciones río abajo de tierras que pierden su
cobertura vegetal, o nubes de polvo), cuyos
efectos se sienten a veces a miles de kilómetros
de su lugar de formación. A nivel humano, la
desertificación genera movimientos de población, fuente de fricciones étnicas.
En 1977, la comunidad internacional se
sensibilizó ante este problema, con la
Conferencia de Naciones Unidas sobre
Desertificación en Nairobi (Kenia), tras una
serie de sequías que afectaron al Sahel (19731974). Pero desde entonces, la lucha se ha
estancado. “Los trabajos están frenados por la
falta de una definición clara. En la Convención
de Naciones Unidas (UNCCD (2)), la desertificación se debe a las acciones antrópicas. Ello
implica integrar la estrecha relación que existe entre desertificación y pobreza puesto que,
aunque el fenómeno afecte a Italia y a Burkina
Faso, no se puede tratar de la misma forma en
ambos países”.
Por ello este campo sigue situándose en
un terreno más político que científico. “Hace
falta una base científica sólida, criterios y normas claras. Una iniciativa comparable a la del
IPCC (el Panel Intergubernamental de expertos
sobre el Cambio Climático) llegaría como agua
de mayo”.
Equilibrios inestables
Sobre todo teniendo en cuenta que se desencadena un círculo vicioso: las enormes reservas de carbón orgánico (estimadas en 1.500
gigatoneladas, es decir, el doble de lo contenido en la atmósfera) corren el riesgo de liberarse de las tierras si se unen al oxígeno del
aire para formar CO2. Este elixir de la vida,
sobre todo vegetal, fija los nutrientes al suelo
y garantiza la disponibilidad de los mismos
para las plantas, las bacterias, los gusanos y
los insectos. Contribuye así al mantenimiento
de la estructura geológica, a la infiltración de
las aguas y acelera la descomposición de los
contaminantes.
Las modificaciones en las variaciones de las
precipitaciones y los aumentos de temperatura,
junto con los cambios radicales de la
research*eu NÚMERO ESPECIAL I SEPTIEMBRE DE 2008
31
© INRA/Thierry Dore
CLIMA
GLOSIS
E
l proyecto GLOSIS, lanzado en febrero de 2008 en Boston (Estados
Unidos), marca una etapa importante en la colaboración internacional que pretende reunir los datos geológicos. El proyecto, también
denominado Global Soil Map, con la ambición de convertirse en el mayor
archivo digital en este campo, federa a sus socios (especialmente estadounidenses, europeos, australianos y la FAO) para reunir los datos de
cobertura mundial en un sistema con escalas múltiples. Dicho proyecto
tiene por objetivo hacer de vínculo esencial entre los sistemas locales
(con escalas comprendidas entre 1:5.000 y 1:250.000) y las bases de datos
globales a 1:5.000.000, como SOTER – por Soil and TERrain database.
EUSIS – European Soil Information System, la contribución europea,
está ya recopilando estos datos y permite realizar productos derivados,
como mapas de los riesgos relacionados con la erosión, estimaciones del
carbono orgánico, etc. La acción SOIL, sistema de datos e información
sobre los suelos, está creando un centro europeo de datos sobre los suelos
(ESDAC – European Soil Data Center), con datos y procedimientos compatibles
con los principios INSPIRE de infraestructura de información espacial.
GLOSIS, entre otras cosas tendría que permitir la evaluación de las
superficies disponibles para la agricultura.
Erosión del suelo en
un campo tras 100 mm
de precipitaciones, en
Seine et Marne (Francia).
gestión de las tierras (mecanización,
especialización de la producción, simplificación de la gestión) son factores que aceleran
la liberación del carbono almacenado, intensificando los mecanismos de mineralización y la
actividad microbiana que descompone la
materia orgánica.
“El cambio climático, al afectar a la temperatura y la humedad, contribuye a lanzar el
círculo vicioso: cuanto más aumenta la temperatura en la atmósfera debido a los GEI, más
GEI liberan los suelos”. Este procedimiento
constituye un desafío importante, sobre todo
en las zonas turbosas, desde el norte de Europa
hasta las regiones de los círculos polares.
La investigación en esta área
Además de los esfuerzos por limitar el
calentamiento climático, un proyecto de
investigación denominado ECOSSE (3) estudia
los flujos de los GEI entre los suelos y la
atmósfera en Escocia y en el País de Gales,
territorios con gran densidad de carbono. En
32
su informe de marzo de 2007, el proyecto
demostró que la explotación de los suelos es
responsable de aproximadamente el 15 % de
las emisiones totales de estas regiones.
Los cambios de explotación en estos últimos 25 años son tan responsables como las
evoluciones climáticas. De ahí que un segundo
proyecto de ECOSSE pretenda experimentar
prácticas agrícolas que reduzcan el trabajo del
suelo necesario para las siembras. Asimismo,
en el ámbito comunitario, el debate se organiza
en torno a las técnicas que habría que preconizar, condicionando a veces el acceso a los
subsidios. Pero aunque se puedan contemplar
alternativas agrícolas más ecológicas en términos de GEI en nuestras regiones, no sucede lo
mismo en otras partes del mundo aún en vías
de desarrollo, en las que los imperativos de
subsistencia son más importantes.
Para poder medir la envergadura de los
peligros relacionados con los cambios geológicos, los proyectos actuales recopilan los datos,
particularmente con las nuevas tecnologías de
research*eu NÚMERO ESPECIAL I SEPTIEMBRE DE 2008
satélite o de electroconductividad (véase GLOSIS en el cuadro). “Estas investigaciones pocas
veces están directamente relacionadas con el
suelo: apuntan a otros objetivos específicos,
como el estudio de las aguas subterráneas.
Pero al reunir fuentes dispersas se puede ir
subsanando la insuficiencia de conocimientos”.
Los cambios geológicos son fenómenos
lentos. Los datos de estudio, a menudo muy
caros, se basan en un enfoque a largo plazo,
abarcando varias décadas, incluso varios
siglos. Ahora bien, la duración de los proyectos de investigación no concuerda con esta
escala temporal. “Pero los dirigentes empiezan
a concienciarse de que la evaluación de las
superficies disponibles para la agricultura,
que cada vez serán más escasas, desempeñará un papel central para la subsistencia y la
lucha contra la pobreza”.
Delphine d’Hoop
(1)
(2)
(3)
Todas las citas son de Luca Montanarella.
www.unccd.int
Estimating Carbon in Organic Soils – Sequestration
and Emissions,
www.scotland.gov.uk/Publications/2007/03/16170508/0
©Qwentes/JVR
© SSTL through ESA
© BRGM im@gé/Frédéric Simiens
Los desafíos del siglo
Washington, 14 de julio de 2008 (Agencia France-Presse). Parece ser que
el calentamiento climático aumenta la incidencia de cálculos renales.
En los próximos años, habrá más estadounidenses que padezcan cálculos
renales debido a las sequías más intensas que se deben al calentamiento
climático, según investigadores de la Universidad de Tejas (…).
Comunicado tras comunicado, va aumentando la efervescencia en los
medios de comunicación (¿será por el aumento de la temperatura?),
que ya incluyen el tema climático como parte fundamental de la
comunicación social, económica y política. Por supuesto, a veces las
noticias “se calientan” más que el propio planeta. El efecto invernadero,
ya sea en paralelo a nuestras acciones o fruto de las mismas, sin duda
es la punta del iceberg. La cuestión mucho más global de nuestra
seguridad física, energética y alimentaria emerge con tal fuerza que
podría obligar a la sociedad a reflexionar buscando la colaboración
y no sólo la competencia.
Para ello, es fundamental el papel de la investigación en todas las
disciplinas que tratan las geociencias. La conquista espacial, herramienta
de curiosidad científica pero también de prestigio y dominación,
contribuye “noblemente” haciendo posible el seguimiento por satélite
delas crisis alimentarias. La geotermia profunda deja entrever una
energía limpia y disponible en todas partes. Las técnicas desarrolladas
para la explotación de los hidrocarburos podrían permitirnos enterrar
una parte del “problema CO2”. Los suelos contienen también recursos
minerales aún mal censados pero indispensables para nuestro desarrollo,
independientemente del rumbo que se tome. Y con los hidratos de
metano podríamos ver cómo sale del hielo un fuego con el que sería
peligroso jugar. Tantos y tantos conocimientos y técnicas que tan sólo
sepueden adquirir a través de grandes colaboraciones internacionales
que hoy en día nos son indispensables.
research*eu NÚMERO ESPECIAL I SEPTIEMBRE DE 2008
33
TELEDETECCIÓN
De lejos se ve mejor
34
Amplia explotación
agrícola regada de
forma intensiva con
agua subterránea, cerca
de Trípoli (Libia). Los
pozos se encuentran en
el centro de los círculos
visibles en la imagen
captada por el satélite
Kompsat.
Unos años más tarde surgió un plan decenal,
que preveía la creación de una red mundial de
sistemas de observación de la Tierra, el
GEOSS (1), a partir de 2004 (véase el cuadro).
Una red mundial
La Tierra, la atmósfera y los océanos son
interdependientes y forman parte de un sistema planetario único. Para descubrir sus dinámicas naturales y concebir herramientas
multitemáticas de ayuda a la toma de decisiones y a la gestión de los recursos, harán falta
datos exhaustivos e interoperables. Dichos
datos consistirán en información geográfica y
espacial e in situ – obtenida por especialistas
research*eu NÚMERO ESPECIAL I SEPTIEMBRE DE 2008
Vista de las explotaciones de cereales en
la provincia de Free State (Sudáfrica),
que abastecen al 70 % del mercado nacional
sudafricano. Imagen del satélite Proba,
sensor Chris.
Entramado de pólderes utilizados para la
agricultura en las riberas del Escalda (Países
Bajos). Imagen del satélite Proba, sensor Chris.
© SSTL through ESA
L
a conquista del cielo ha ido confeccionando el álbum de las imágenes
de la Tierra. Desde mediados del
siglo XIX, los clichés tomados desde
globos han ido revelando tierras y mares, después el espacio se ha convertido en nuestra
nueva claraboya. Una vez pasada la guerra fría,
las agencias espaciales pasaron a estudiar temáticas relacionadas con la seguridad medioambiental. En 1972, se puso en órbita Landsat1,
el primer satélite de teledetección. Luego los
sensores ópticos, los radares y los infrarrojos
fueron los vigías del planeta.
Estos datos registrados a centenares de
kilómetros de altitud alimentaron bastante
rápidamente herramientas de análisis de los
fenómenos terrestres, oceánicos y atmosféricos.
Sin embargo, con el tiempo y la falta de fondos
de las agencias espaciales, estas infraestructuras técnicas se fueron deteriorando.
Pero la situación cambió y los gobiernos
comprendieron la importancia de observar la
Tierra. En 2002, en la Cumbre Mundial sobre
Desarrollo Sostenible de Johannesburgo, la
comunidad internacional se concienció sobre
la necesidad urgente de coordinar la información relacionada con el estado del planeta.
© KARI through ESA 2005
La aventura espacial ha dado un gran impulso
a la observación de la Tierra y, por lo tanto, al
conocimiento de nuestro propio planeta. Este
conocimiento, antes diseminado por los continentes,
a partir de ahora estará reunido en un programa
mundial, que proporcionará herramientas
multisectoriales, orientadas hacia el desarrollo
sostenible. Entre otras cosas, los datos proporcionados
por los satélites pueden ayudar a anticipar las crisis
alimentarias que, según la FAO (Food and Agriculture
Organisation), afectan a más de 40 países, con
850 millones de personas que padecen hambre
en el mundo.
TELEDETECCIÓN
o a través de sistemas de sondeo sobre el terreno, o a bordo de aviones, barcos, etc. Todos
estos datos sólo serán útiles si se integran en
sistemas relacionados entre sí, basándose en un
estándar abierto.
Este trabajo de recopilación y de interoperabilidad ya ha empezado en Europa, en la
Agencia Espacial Europea (ESA). Desde 1998,
el programa GMES – Global Monitoring for
Environment and Security – racionaliza las
actividades europeas de observación integrando en una red única datos terrestres (que provienen de las redes de sondas, de estudios
sobre la ocupación de los suelos, la biodiversidad o socioeconómicos) y espaciales. Estos últimos provienen de los satélites existentes, pero
también se benefician de la preparación de la
nueva generación de dispositivos. Para 2012
está previsto que GMES preste varios servicios.
Aportes y salidas
La iniciativa GMES es la principal contribución europea en la creación del GEOSS y pone
a la Comisión en el puesto de mayor contribuidor. Otros programas europeos participan
también en GEOSS, como las investigaciones
en las tecnologías de la información y la
comunicación, que realizan aplicaciones
transversales, particularmente a nivel de las
redes de sensores. El Sensor Web Enablement
integra la información de los geosensores en
servicios de información interactivos en
Internet o en globos virtuales (2).
Aunque no todas las 72 naciones y 46 organizaciones internacionales miembros de GEOSS
posean satélites, los datos se comparten y son
accesibles a todos, particularmente a los países
en vías de desarrollo con quienes se establecen
a veces colaboraciones específicas.
© SSTL through ESA
AEGOS
De hecho, África es el “epicentro” de un
gran proyecto unido al GEOSS: la iniciativa
AEGOS (3) – African-European Georessources
Observation System. Como expone Marc
Urvois, quien coordina esta acción de apoyo
del Séptimo Programa Marco de la UE desde
el BRGM, la Oficina de Investigaciones
Geológicas y Mineras de Francia: “AEGOS va a
permitir la explotación sostenible de parte de
los recursos geológicos de África que, además
de los recursos mineros, comprenden las
aguas subterráneas, los materiales de cons-
La PAC bajo control
l programa MARS (Monitoring
Agriculture Remote Sensing) es la
herramienta de control de las
declaraciones dentro de la PAC (Política
Agrícola Común). A partir de los datos
brutos, los investigadores pueden
identificar el tipo de cultivo y su nivel de
maduración. MARS, iniciado en 1988, duró
diez años. A lo largo de las investigaciones
se desarrollaron versiones orientadas hacia
la recopilación de datos de los satélites
(MARS-SAT) o la vigilancia (MARS-PAC),
que pusieron de manifiesto el interés
económico del enfoque. Asimismo,
permitieron elaborar herramientas en
los campos de la desforestación, la
degradación de los suelos, la desertificación,
la sequía o incluso las hambrunas.
E
www.marsop.info/
trucción y la energía (los yacimientos de calor
a una profundidad explotable)”.
En concreto, esto se traduce en dos acciones:
“Primero vamos a poner en pie una infraestructura panafricana que reúna los mapas que
tienen los países del continente, pero también
los europeos por la historia colonial. Después,
estos datos alimentarán los servicios cartográficos nacionales y transfronterizos, principalmente destinados a los responsables políticos, para
estructurar las políticas de desarrollo sostenible,
y a la comunidad geocientífica, para aportar
elementos de comprensión de los procesos”,
cuenta Marc Urvois.
Los beneficios de compartir datos
de diversas fuentes
Estos datos diseminados por 45 países de
África y una veintena de Europa serán reunidos sin que estén centralizados en un sistema
único. “La comunidad científica dispone de un
buen conocimiento en geología y metalogénesis a escala del continente. Cerca de 5.000
mapas describen sus suelos y subsuelos, así
como 40.000 yacimientos e índices caracterizados”, continúa Marc Urvois, “Por lo tanto, el
desafío consiste en hacer que esta información sea visible para facilitar los intercambios
y generar productos y servicios derivados. Por
lo tanto, 24 socios van a promover una arquitectura distribuida, utilizando las normas
research*eu NÚMERO ESPECIAL I SEPTIEMBRE DE 2008
35
TELEDETECCIÓN
internacionales en materia de cartografía en Internet y de interoperabilidad”.
AEGOS tan sólo es un ejemplo entre el centenar de programas regionales y sectoriales
que alimentarán GEOSS. Sus bases de datos,
de diferentes lugares de observación, constituyen las fuentes que el proyecto va a poner
en común utilizando herramientas que tengan
objetivos particulares y más generales, como
el cumplimiento de las obligaciones de los tratados sobre medio ambiente, por ejemplo, el
protocolo de Kioto. De hecho, el desarrollo
sostenible está claramente presente en esta
iniciativa mundial que durará diez años (20052014), un enfoque muy amplio que se divide
en nueve sectores de actuación (4): catástrofes
naturales, salud, energía, clima, agua, meteorología, ecosistemas, agricultura y biodiversidad.
Para la subsistencia
La agricultura no se queda en absoluto atrás
en estos campos. Michael Rast, responsable de
las aplicaciones GEOSS de este sector, destaca:
“La gestión optimizada de la producción agrícola es un aspecto esencial de la estabilidad,
puesto que existen amenazas a corto y largo
plazo, entre otras, las que se deben a las catástrofes naturales, cada vez más numerosas.
Estas últimas causan daños considerables,
sobre todo en las explotaciones de los países
en vías de desarrollo”.
La agricultura, sector estratégico, está desde
siempre bajo la mirada atenta de los satélites
de teledetección. “Desde los años setenta, los
Estados Unidos han estado vigilando las
cosechas de trigo y maíz de la Unión
Soviética gracias a los datos recopilados por
Landsat1”, relata Michael Rast. Desde entonces, las evoluciones científicas han aumentado
la precisión de los espectrómetros de a bordo
que detallan la imagen de la Tierra y la analizan refiriéndose a una biblioteca de firmas
espectrales. De hecho, cada planta emite una
longitud de onda propia, que cambia según su
estado de crecimiento, de salud, pero también
según las condiciones y las limitaciones medioambientales.
Michael Rast continúa: “Por eso los satélites
han aportado mucho a la agricultura: desde el
auge de la agricultura de precisión hasta la
ayuda en las rotaciones de los cultivos o la distribución de las tierras, pasando por la mejora
de las previsiones meteorológicas. Además,
36
los datos de los satélites permiten prever, con
bastante precisión, el rendimiento de una
futura cosecha, o identificar las causas de las
insuficiencias alimentarias y cuantificar las
pérdidas”, explica. “Al localizar y cuantificar
los diferentes cultivos, la detección por satélite también permite evaluar la ratio de cada
país para la producción de biocarburantes.
Las instituciones europeas se sirven igualmente de ella para controlar lo declarado en
la PAC, la Política Agrícola Común” (véase el
cuadro).
Ya una realidad
El GEOSS, cuya finalización está prevista
para el año 2015, ya ha aportado algunos frutos.
Tras haber explorado la Tierra, con la resolución de 260 m por 300 m del detector MERIS
(MEdium Resolution Imaging Specrometer
Instrument), embarcado a bordo del satélite
ENVISAT, la ESA ha puesto a punto un nuevo
servicio de mapas compatible con la clasificación
de las Naciones Unidas (UN Land Cover
Classification System), denominado GlobCOVER.
La primera versión del sistema, presentada en
febrero de 2008, no será distribuida debido a
varios obstáculos, pero la entrada en servicio
de la segunda versión de GlobCOVER se hizo
en el mes de julio de 2008.
Esta etapa cartográfica representa un paso
gigantesco hacia una mejor gestión de la producción, la prevención de las insuficiencias
y la elaboración de un sistema de alerta de las
hambrunas. Éstas son las tres prioridades fijadas
por 25 organizaciones nacionales e internacionales que representan a las partes interesadas
del sector agrícola, que definen los ejes de
mejora de la gestión de la agricultura y realizan estos perfeccionamientos en colaboración
con los demás actores de GEOSS.
Riesgos y equilibrio
Se van intensificando los riesgos en el abastecimiento de los alimentos. La Tierra cada vez
sufre más por el cambio climático, las necesidades energéticas y la creciente demografía.
La situación podría cambiar con algunas inversiones estratégicas en los próximos diez años
que logren cambiar la gestión de los recursos
agrícolas y reducir la malnutrición. Dentro de
esta perspectiva, se creará un sistema de gestión global de la agricultura (Global Agriculture
Monitoring System).
research*eu NÚMERO ESPECIAL I SEPTIEMBRE DE 2008
Michael Rast aprueba este concepto: “El sistema ofrecerá una mejor evaluación y representación cuantitativa de la situación, que
necesitamos. Podemos conseguirlo uniendo
los sistemas de información, como lo hace
GEOSS, aprendiendo a gestionar mejor los
impactos de la actividad agrícola sobre el
medio ambiente”.
No hay que olvidar que la agricultura funciona esencialmente basándose en la relación
de interdependencia que el hombre tiene con
el lugar en el que vive, en un frágil equilibrio.
Para maximizar la productividad y garantizar
la seguridad alimentaria a largo plazo habría
que preservar los ecosistemas y todos sus elementos constituyentes.
Delphine d’Hoop
(1)
(2)
(3)
(4)
Global Earth Observation System of Systems.
Véanse los proyectos europeos SANY www.sany-ip.eu
y OSIRIS www.osiris-fp6.eu
www.brgm.fr/brgm/aegos
Social Beneficiary Area – SBA
La carrera del GEOSS
nte la falta de información sobre
algunos aspectos del planeta,
la comunidad internacional se
lanzó a la carrera por la adquisición
de conocimientos geológicos, que se
fue intensificando conforme iban
aumentando los desafíos relacionados
con el agua, los riesgos naturales,
la energía, los recursos minerales y el
cambio climático. En unos años, la
iniciativa GEOSS empezó a aportar
respuestas. En 2002, la Cumbre de
Johannesburgo dio los primeros
pasos hacia un sistema de información
uniforme. Las etapas se siguieron
rápidamente: en 2003, la cumbre del
G-8 de Evian (Francia) dio prioridad
al proyecto y un mes más tarde, la
primera Cumbre de Observación de la
Tierra, en Washington, abrió por fin el
camino: 33 países formaron un grupo
ad hoc: el GEO – Group on Earth
Observations para la preparación de
un plan de acción decenal. Está dirigido
por la presidencia de la Comisión
Europea, los Estados Unidos, China
y Sudáfrica.
A
www.earthobservations.org
ALMACENAMIENTO GEOLÓGICO
El CO2 criando malvas
Interesan enormemente a los científicos, puesto
que sus propiedades geológicas ya se estudiaron con detenimiento con vistas a su explotación. Son datos recopilados a largo plazo que
permitirían evaluar muy bien el comportamiento del CO2 una vez inyectado en el yacimiento. En el caso de los depósitos de petróleo,
esta solución también supondría ventajas
económicas. De hecho, la inyección de CO2
permite recuperar una parte del oro negro prisionero en un yacimiento del que no se puede
extraer de forma convencional.
Este principio de “recuperación asistida de
petróleo” ya ha sido utilizado por la industria
en numerosas ocasiones. Actualmente se está
estudiando, dentro del marco de la CAC, en el
campo petrolero de Weyburn, en Canadá, donde Encana, la sociedad explotadora, recupera
e inyecta el CO2 de una fábrica de combustibles
sintéticos estadounidense. “Una vez inyectado
en el yacimiento, el CO2 se mezcla con el
petróleo, lo que hace que el oro negro sea
menos viscoso, facilitando así su desplazamiento hacia el pozo de extracción”, explica
Isabelle Czernichowski-Lauriol. “Tras haber
remontado a la superficie, se le extrae el CO2
para volverlo a inyectar”.
No obstante, con excepción de estas perspectivas de rentabilización, el interés de estos
depósitos de hidrocarburos sigue siendo
Con el almacenamiento geológico de CO2, todas
las esperanzas de combatir el calentamiento
climático están puestas en el subsuelo.
Esta técnica permitiría reabsorber una buena
parte de nuestras emisiones… si se consiguen
despejar a tiempo las dudas que todo ello suscita.
dos para el almacenamiento”, explica Isabelle
Czernichowski-Lauriol, ingeniera geóloga en la
Oficina de Investigaciones Geológicas y Mineras
de Francia (BRGM, por sus siglas en francés)
responsable de CO2GEONET, la red de excelencia europea sobre el almacenamiento de
CO2. “Estos estudios han hecho posible localizar por todo el planeta una serie de depósitos
potenciales a más de 800 metros de profundidad. Estos emplazamientos se caracterizan
por la presencia de capas geológicas porosas
y permeables en las que el CO2 puede inyectarse con facilidad, así como por la existencia
de una roca “tapadera” impermeable, compuesta por arcilla o sales, que impide que
suba a la superficie. Lo ideal es que esta roca
sello tenga muy pocas fracturas u otras asperezas que posibiliten la liberación del CO2”.
Los antiguos yacimientos de petróleo y de
gas tienen precisamente estas características.
Modelo de captura y almacenamiento del CO2
Captura
Almacenamiento
“de tránsito”
rco
Transporte
Metano
Petróleo
o gas
Almacenamiento
Yacimientos
de carbón
no explotados
El suelo: sumidero natural de CO2
“Se han realizado numerosos avances en
estos últimos diez años en materia de caracterización y de selección de los lugares adapta-
Ba
Acuíferos profundos
Yacimiento de petróleo
o de gas al final
de su explotación
research*eu NÚMERO ESPECIAL I SEPTIEMBRE DE 2008
© BLCom
E
l último informe del Panel Intergubernamental de Expertos sobre el
Cambio Climático (IPCC, por sus
siglas en inglés) de la ONU es categórico: hay que conseguir limitar a 2 °C el
calentamiento del planeta, cueste lo que cueste.
Para ello, la humanidad deberá reducir a la
mitad sus emisiones de CO2 con respecto a las
de 1990, de aquí al año 2050. Por lo tanto,
deberemos consumir menos y mejor la energía de los hidrocarburos, desarrollar las energías “limpias”, pero también minimizar nuestras
emisiones a la atmósfera.
La captura y el almacenamiento del CO2
(CAC) se presenta en principio como una
solución idónea. Concierne a las industrias y a
las centrales energéticas, responsables de la
mitad de las emisiones. Actualmente, los científicos intentan reducir los costes aún demasiado
elevados de la captura del CO2. En cuanto al
almacenamiento, cuyo coste es relativamente
limitado, la investigación se centra en garantizar su eficacia y su seguridad.
El almacenamiento oceánico de forma artificial es demasiado arriesgado para los biotopos
marinos y se ha descartado como solución: la
acidificación causada por el CO2 absorbido de
forma natural constituye ya de por sí una gran
amenaza para el medio ambiente. Queda el
almacenamiento geológico, que pretende volver a enterrar lo que fue extraído de las entrañas de la tierra en forma de carbón o de
hidrocarburos.
37
ALMACENAMIENTO GEOLÓGICO
limitado. “Fueron perforados muchas
veces en el transcurso de su explotación, lo
que podría hacer que el depósito ya no fuera
tan estanco”, señala la jefa del proyecto. “Se
están desarrollando cimientos especiales para
garantizar que los pozos se sellen perfectamente. Además, su capacidad de almacenamiento es relativamente pequeña y su
distribución geográfica en el mundo es heterogénea. Por sí solos no pueden contener
todas las emisiones de CO2 antrópicas”.
Este problema de capacidad reducida se
plantea también en el caso de los yacimientos
inexplotables de carbón, otro tipo de depósito
contemplado por los investigadores. El carbón,
situado a demasiada profundidad para ser
extraído, suele contener metano. Si allí se
inyecta CO2, el carbón lo absorbe prioritariamente y libera el gas natural, que puede ser
recuperado luego en la superficie. “No obstante, se ha estudiado muy poco el almacenamiento de CO2 en el carbón con ‘recuperación
asistida de metano’. Plantea aún problemas
técnicos por la poca permeabilidad del carbón
y habrá que seguir investigando durante años
para poder establecer la viabilidad del mismo”,
matiza Isabelle Czernichowski-Lauriol.
Los acuíferos profundos, una solución
prometedora
Queda la principal opción: los acuíferos
salinos profundos, con amplias capas geológicas porosas y permeables situadas a más de
800 metros de profundidad. El agua que contienen es mucho más salada que el agua del
mar, por lo que no es en absoluto apta para el
consumo. A veces, estos acuíferos encierran
yacimientos de hidrocarburos o incluso depósitos naturales de CO2. Su potencial es inmenso:
mientras que los antiguos yacimientos de
hidrocarburos podrían contener un tercio de
las emisiones antrópicas generadas en un
siglo, los expertos estiman que la capacidad
de los acuíferos salinos es diez veces mayor.
Además, están bien distribuidos por todo el
planeta, así que se podrían explotar casi en
todo el mundo.
El almacenamiento geológico en este tipo
de formación geológica ya empezó en 1996
en el emplazamiento de Sleipner (Noruega),
donde la empresa Statoil reinyecta el CO2 que
proviene del tratamiento del gas natural dentro de la formación de Utsira, un acuífero arenisco enterrado a 800 metros bajo tierra en el
mar del Norte. Sleipner, primera instalación
piloto de almacenamiento geológico de CO2
del mundo, está siendo un gran éxito, al
menos hasta la fecha.
“No se ha registrado ninguna fuga en los
más de diez años que llevamos inyectando
CO2”, manifiesta satisfecho Andrew Chadwick,
geofísico del British Geological Survey – BGS
(Reino Unido) y responsable de las tecnologías
de seguimiento en CO2REMOVE. Este proyecto
europeo pretende establecer protocolos de
vigilancia del almacenamiento de CO2 basándose en varios emplazamientos piloto. Para tal
efecto, los investigadores estudian el emplazamiento de Sleipner, pero también el de In Salah,
en Argelia, en el que se está inyectando CO2 en
un acuífero profundo en la costa, o incluso el de
Snohvit, otra iniciativa de almacenamiento geológico mar adentro implantada en Noruega.
Andrew Chadwick prosigue: “Los resultados
de los seis estudios sísmicos en tres dimensio-
Diferentes opciones de almacenamiento geológico del CO2
Producción
Inyección de CO2 de petróleo
Inyección de CO2
Almacenamiento
de CO2 en un
campo de gas
agotado
Almacenamiento
de CO2 en un
acuífero salino
Inyección de CO2
Producción de
metano
Almacenamiento
Almacenamiento de CO2
de CO2 en un campo
en yacimientos de
de petróleo con
carbón con recuperación
recuperación asistida
asistida de metano
Capa freática
Terrenos de cubierta más recientes
Acuífero salino
Terrenos de cubierta
más recientes
Yacimiento de carbón
Acuíferos
(carbonatos, arenisca)
Yacimiento de petróleo
Formaciones estancas
(arcilla, sal)
Yacimiento de gas agotado
Base cristalina
38
research*eu NÚMERO ESPECIAL I SEPTIEMBRE DE 2008
© BRGM-im@gé
Almacenamiento del CO2
ALMACENAMIENTO GEOLÓGICO
Solidificar el CO2
a carbonatación mineral de superficie,
mucho menos avanzada desde el
punto de vista de la investigación
científica que el almacenamiento geológico,
es otra opción para el almacenamiento del
CO2. La razón es que el CO2 atmosférico,
en su estado natural, reacciona con las
rocas silicatadas para formar minerales
carbonatados. Algunos investigadores
proponen que se haga reaccionar
directamente el CO2 con olivina o serpentina,
dos rocas silicatadas muy extendidas.
Otros piensan en matar dos pájaros de un
tiro, carbonatando desechos industriales,
como las salmueras alcalinas o las escorias de
las acerías. “La carbonatación técnicamente
se puede realizar, pero tendría un efecto
limitado con respecto a las emisiones
de CO2 antrópicas. No obstante, podría
convertirse en un posible nicho de
mercado interesante, a escala de una
fábrica, por ejemplo”, señala Isabelle
Czernichowski-Lauriol.
L
nes efectuados en Sleipner son determinantes
para comprender los movimientos del flujo de
CO2, que se está comportando exactamente
como habíamos previsto. Remonta hacia lo alto
del depósito pero queda bloqueado por la roca
sello antes de desplazarse horizontalmente de
un lado a otro del pozo de inyección”.
Un proceso más seguro a largo plazo
En los depósitos, varios mecanismos se
accionan para retener el CO2. Dichos mecanismos, con el tiempo y a diferentes niveles
pueden combinarse o sucederse según el tipo
de depósito concernido. “El CO2 inyectado se
somete a presión previamente para que pase
a tener la forma de un gas supercrítico, lo que
facilita su difusión y reduce su volumen”,
explica Andrew Chadwick. Para garantizar
estas condiciones de presión, los depósitos de
almacenamiento tienen que estar a 800 metros
de profundidad como mínimo.
“El CO2, con la forma supercrítica, es menos
denso que el agua salada del acuífero, por lo
que emigra hacia la parte alta del depósito: un
fenómeno calificado como ‘captura estructural’. A lo largo del tiempo, se prevé que el CO2
se vaya disolviendo progresivamente en el
agua y emigre hacia el fondo puesto que el
agua cargada en CO2 es más pesada. Se calcula que en el espacio de 7.000 años, todo el
CO2 experimentará esta ‘captura por disolución’ en Sleipner. En una escala de tiempo
mucho mayor, el CO2 podría reaccionar igualmente con los minerales que lo rodean para
formar carbonatos. En Sleipner, donde la formación Utsira contiene mucho cuarzo y reacciona
poco al contacto con el CO2, probablemente esta
‘captura mineral’ tendrá un alcance limitado”.
En resumidas cuentas, si las proyecciones
de los expertos son exactas, cuanto más tiempo esté almacenado el CO2, menores son los
riesgos de fuga. De hecho, el CO2 una vez
disuelto es difícil que se pueda escapar del
depósito y si adquiere una forma sólida, es
casi imposible, aunque tal captura mineral
siga siendo poco frecuente, salvo características geológicas particulares, como en el caso
de los acuíferos basálticos.
Más vigilancia
Antes de contemplar la posibilidad del
desarrollo comercial del almacenamiento geológico hay que comprobar estas teorías con
sumo cuidado. Se trata de un enorme desafío,
puesto que el concepto abarca una escala de
tiempo enorme y se lleva a cabo en un entorno básicamente invisible. “Es una tarea difícil”,
comenta Ton Wildenborg, geólogo de la
Nederlandse organisatie voor toegepast
natuurwetenschappelijk onderzoek – TNO
(Países Bajos) y coordinador de CO2REMOVE.
“Generalmente, utilizamos instrumentos de
conformación de imágenes acústicas, lo que
nos permite obtener una visión bastante precisa del comportamiento del CO2 dentro del
depósito y de las capas geológicas limítrofes.
Estos análisis se efectúan a intervalos de tiempo de alrededor de dos años con vistas
a seguir de cerca la evolución del proceso. No
obstante, las características geológicas de cada
depósito son extremadamente diferentes. La
estrategia de vigilancia tiene que ser específica para el tipo de formación concernida, su
profundidad, y las características de las rocas
que la rodean”.
“CO2REMOVE tiene precisamente ese desafío planteado. A partir de los emplazamientos
piloto existentes, intentamos poner a punto las
bases tecnológicas necesarias para la vigilancia
y definir las modalidades de su implantación.
Ahora por fin hemos logrado establecer un
plan operativo de vigilancia para el complejo
de In Salah, lo que no fue nada fácil, teniendo
en cuenta que esta fábrica de producción de
gas se encuentra en medio del desierto y que,
como todos los demás emplazamientos piloto,
tenemos que elaborar el programa de las
mediciones en ese lugar teniendo en cuenta el
de los demás equipos de investigación”.
CO2GEONET sigue el mismo objetivo. La
única diferencia es que este proyecto se centra
en las técnicas de vigilancia que permiten
detectar las fugas. “Como actualmente todos
los emplazamientos piloto son estancos, estudiamos más bien depósitos naturales y zonas
en las que emana el CO2 de forma natural en
superficie”, explica Nik Riley, geólogo del BGS
y coordinador de la red CO2GEONET. “Esto
nos da una idea de cómo se podría comportar
el CO2 a largo plazo y así podemos probar la
eficacia de los instrumentos de detección de
fugas. Recientemente, hemos probado en las
instalaciones de Latera (Italia) una técnica de
detección por helicóptero de las anomalías de
la vegetación que puedan deberse a una fuga
de CO2”.
La CAC, un concepto novedoso hace tan
sólo quince años, se está desarrollando a una
velocidad fulgurante. Europa, en esta carrera
contrarreloj impuesta por la amenaza climática,
está en cabeza del pelotón: ya empezó a investigar en esta área a principios de los años
noventa, época en la cual nadie apostaba por
la CAC. Ahora la Unión Europea tiene como
objetivo en el almacenamiento geológico del
CO2 la creación, de aquí al año 2015, de una
docena de emplazamientos piloto. Todo ello
con vistas a desplegar la técnica a escala comercial a partir del año 2020, siempre y cuando los
resultados de las investigaciones permitan
demostrar su inocuidad.
Julie Van Rossom
CO2GEONET
13 socios – 7 países (DE-DK-FR-IT-NL-NO-UK)
www.co2geonet.com
CO2REMOVE
27 socios – 12 países (AR-DE-DK-FR-IN-IT-NLNO-PL-SE-UK-ZA)
www.co2remove.eu
research*eu NÚMERO ESPECIAL I SEPTIEMBRE DE 2008
39
REPORTAJE
La revolución
geotérmica
La energía geotérmica, limpia, renovable,
constante y bien extendida por el planeta,
se explota ya en numerosas centrales térmicas
y eléctricas. Actualmente, la investigación
elabora nuevas técnicas que harán posible
que la geotermia se extienda a más zonas
geográficas. Visitamos la central piloto de
Soultz-sous-Forêts, en Alsacia (Francia).
A
primera vista, Soultz-sous-Forêts
no tiene nada de excepcional. Es un
pequeño pueblo típico alsaciano,
situado al lado de la frontera franco-alemana, cuyo ambiente bucólico apenas
deja entrever la agitación que reina en una
colina adyacente al pueblo. Desde hace dos
décadas, allí se lleva a cabo un ambicioso proyecto de investigación, que tiene por objetivo
la creación de la primera estación eléctrica de
geotermia Enhanced Geothermal System o EGS
(o Sistema Geotérmico Estimulado), un concepto revolucionario imaginado en los años
setenta en los Estados Unidos, que permite
extraer el calor terrestre donde antes no se podía.
Ingenieros, geólogos, geofísicos, sismólogos, conductores, maquinistas de grúa, electromecánicos… Aunque el núcleo duro del
“proyecto de Soultz” tan sólo esté formado por
40
15 miembros permanentes, profesionales de
diversos horizontes se relevan constantemente
en el emplazamiento. Una intensa actividad
que aumentó a partir de enero de 2008, fecha
en la que empezó la instalación de los equipos de superficie necesarios para transformar
el calor de la tierra en energía eléctrica. En el
mes de mayo de ese año se celebró el fruto de
20 años de investigación desenfrenada. Por fin,
esta central geotérmica diferente, resultado de
una colaboración europea financiada con fondos públicos y privados, produjo sus primeros
kilovatios. Una gran primicia a nivel mundial.
Explotar un medio poco conocido
No es nada nuevo el concepto de la geotermia en sí mismo: la extracción del calor
subterráneo que proviene esencialmente de la
desintegración de los elementos radioactivos de
research*eu NÚMERO
NUMÉRO ESPECIAL
SPÉCIAL I AOÛT
I SEPTIEMBRE
2008 DE 2008
las rocas de la corteza terrestre. Su desarrollo se
aceleró con la crisis del petróleo de los años
setenta. Numerosas centrales geotérmicas de
todo el mundo generan ya electricidad o alimentan redes de calefacción, pero un elemento fundamental las distingue de la central
de Soultz: el agua subterránea. De hecho, las
técnicas existentes (1) se limitan a bombear
agua caliente de un acuífero para inyectarla en
una red de calefacción o accionar turbinas que
generan electricidad.
La originalidad del concepto estudiado en
Soultz radica precisamente en que prescinde
de los recursos hidrogeológicos locales. De
hecho, el agua se inyecta desde la superficie
en fracturas naturales presentes en rocas cristalinas situadas a suficiente profundidad para
extraer una cantidad de calor útil. En el caso
de la fosa del Rin, zona geológica en la que se
REPORTAJE
Bombeo del
agua a 200º
Reinyección de
agua enfriada
Producción de
electricidad
Intercambiador
de calor
-1.000 m
© GEIE Exploitation Minière de la Chaleur
Esquema del principio de la geotermia en Soultz
-2.000 m
Perforación de producción
-3.000 m
Perforación de
reinyección
-4.000 m
-5.000 m
Circulación del agua en las fracturas
de la roca caliente
©Qwentes/JVR
Los tres pozos geotermales de
la central. GPK2 (a la derecha) está
provisto de una bomba de árbol largo
LSP (Line Shaft Pump) cuyo motor está en
la superficie y la bomba 350 metros más
abajo. Para determinar cuál será el sistema
más resistente a las condiciones extremas
de las perforaciones, se probará en el
GPK4 una bomba electrosumergible de
tipo ESP (Electric Submersible Pump),
cuyo motor y cuya bomba se encuentran
en el pozo.
Granito caliente
fracturado
construyó la central piloto de Soultz, la roca
estudiada desde hace veinte años por los
investigadores es el granito.
Albert Genter, del BRGM (siglas en francés
de la Oficina de Investigaciones Geológicas y
Mineras de Francia) es geólogo estructuralista.
Ocupa el puesto de coordinador científico de
la central de Soultz tan sólo desde septiembre
de 2007, pero conoce el emplazamiento desde
hace mucho tiempo: su tesis de doctorado trató
del granito de Soultz. “Las experiencias sobre
el terreno empezaron en 1987, cuando la perforación del pozo GPK1 nos permitió obtener
las primeras muestras y así determinar las
características de las fisuras de la roca, utilizando diversas técnicas de conformación de
imágenes por ondas acústicas”, explica apuntando a un viejo pozo situado delante de las
oficinas de la Agrupación Europea de Interés
Económico (AEIE) “Exploitation minière de la
chaleur”, el organismo a cargo del proyecto.
“Así obtuvimos una imagen más precisa del
subsuelo. Los antiguos datos recogidos a lo
largo de las campañas de extracción del petróleo nos proporcionaban poca información
sobre las rocas cristalinas subyacentes a las
capas sedimentarias puesto que, al ser poco
explotables, apenas llamaban la atención de
los geólogos. Por el contrario, estos datos nos
informaron del gradiente geotérmico atípico
de la región: aquí la temperatura aumenta
mucho más en función de la profundidad que
en otros sitios”.
“Los investigadores estadounidenses que
imaginaron el concepto EGS lo llamaron primero Hot Dry Rock Geothermy (literalmente:
“geotermia de las rocas calientes secas”). Pero
los experimentos que se realizaron en Soultz
demostraron que en realidad el granito de ese
lugar no es seco. Allí existe agua natural, en
pequeña cantidad, pero suficiente para poder
ser explotada en la central geotérmica. De ahí
que este acuífero salino haya servido de
depósito para bombear el agua destinada a ser
reinyectada en el sistema de fracturas”.
Pero si la central utiliza un acuífero, ¿el
proyecto deja de ser original? “En absoluto”,
asegura Albert Genter. “Simplemente hemos
sido oportunistas. Se bombea el agua in situ,
pero se inyecta de inmediato en un sistema de
fisuras que antes estaba prácticamente seco”.
Abrir la roca
Las investigaciones exploratorias permitieron
descubrir la existencia de una red de fracturas
bastante desarrollada para poder servir de sistema de circulación geotérmica, pero el agua
no podía inyectarse directamente, al estar obstruidas las fracturas del granito por depósitos
naturales, calcita y otros depósitos silíceos,
arcillosos y ferrosos. Antes de iniciar las pruebas de circulación para probar las cualidades
del sistema, hubo que actuar sobre el medio
para hacerlo explotable.
“Para ampliar las fracturas y mejorar la
conexión de la red natural con las perforaciones, utilizamos dos técnicas. El método clásico
fue la estimulación hidráulica, que consiste en
inyectar miles de metros cúbicos de agua con
una fuerza suficiente como para volver a abrir
las fracturas de la roca. El inconveniente que
tenía esta técnica era que provocaba ligeros
movimientos sísmicos. Aunque la mayoría de
ellos eran de muy baja intensidad, algunos
fueron de una magnitud lo bastante grande
como para poderse sentir (alrededor de 2 en
la escala de Richter) (2)”. La estimulación
hidráulica era una operación muy delicada. En
2006, en Basilea, donde un grupo de
research*eu NÚMERO ESPECIAL I SEPTIEMBRE DE 2008
41
REPORTAJE
1
investigadores trabajaba en un proyecto
similar, desencadenó un terremoto de 3,4 grados de magnitud.
“Desde el punto de vista científico, estos
fenómenos microsísmicos tan débiles eran
positivos, puesto que demostraban la eficacia
de la estimulación. Pero surgieron problemas
concretos: existían muchas viviendas en las
inmediaciones de la central y, evidentemente,
había que tomarlas en cuenta. Asimismo, la
estimulación hidráulica no estaba dando los
resultados esperados, puesto que la conectividad de los pozos seguía siendo muy escasa.
Por lo tanto, decidimos estimularlos químicamente. Se diluyeron ácidos suaves en el agua
y se inyectaron en el subsuelo, para disolver
los depósitos hidrotermales que quedaban”.
Y fue todo un éxito. En 2006, las pruebas
de circulación demostraron que tanto las estimulaciones químicas como las hidráulicas
habían permitido mejorar de forma satisfactoria los rendimientos hidráulicos del sistema.
Por lo tanto, el proyecto de Soultz pasó a la
etapa siguiente con la construcción de la central eléctrica.
Entre la superficie y la profundidad
A cerca de 1 km de las oficinas de la AEIE,
en una pequeña colina, se encuentra el cuartel
general de Soultz, el lugar donde está instalada la central eléctrica propiamente dicha. Un
laberinto inextricable de tuberías rodeado por
grandes estructuras: dos chimeneas rojas, los
separadores y una enorme plataforma verde,
el refrigerador. “Los separadores sirven para
disociar el agua líquida y el vapor. Al haber
estado el pozo varios meses en reposo, el
agua geotérmica bombeada contiene aún
numerosas partículas de roca así que no puede
ser reinyectada tal cual en la perforación de
inyección. Estas impurezas podrían taponar los
filtros y estropear el material de la central”.
“El refrigerador se utiliza para licuar el isobutano, el fluido transportador de calor que
recupera el calor de las aguas geotermales
dentro de los intercambiadores de calor y que
activa la turbina de la central. Teniendo en
cuenta que ninguna fuente de agua bastante
fría está accesible in situ, optamos por un
sistema de enfriamiento por aire con nueve
ventiladores”.
Al final del refrigerador, la turbina, elemento
clave de la central, está aislada preciosamente
42
3
2
Principio de estimulación hidráulica.
Esta operación se puede realizar por inyección de
agua bajo presión o por desincrustación. El agua
hace que las rocas se deslicen ligeramente a lo
largo de las fracturas (dibujo 2). Al aflojar la
presión, ya no están imbricadas, dejando el espacio
necesario para que circule el agua (dibujo 3).
© GEIE Exploitation Minière de la Chaleur.
dentro de una caja específica. Unida al generador, dicha turbina produce la electricidad y
la envía a la red nacional. El intercambiador de
calor se encuentra justo al lado, formando un
entramado de cilindros y de tubos, por los que
circulan las aguas geotermales y el isobutano.
En el centro de estos equipos de superficie,
se eleva el corazón de la estación, la triple
estructura geotérmica, tres pozos que llegan a
los 5.000 metros bajo tierra. Allí se encuentran
las estructuras más antiguas, que centraron el
interés de los investigadores antes de que se
les acoplara el material de superficie de la
central. GPK3 es el pozo de inyección, a través del cual se inyecta el agua en el subsuelo.
Esta última es recuperada después por los
pozos de producción GPK2 y GPK4, que
transportan el agua geotérmica hasta las instalaciones superficiales. En la superficie, los brocales de los pozos están a seis metros de distancia,
pero en profundidad, la distancia de separación
aumenta a aproximadamente 650 metros.
“Esto posibilita que el agua circule en las
fracturas el tiempo suficiente para calentarse.
Al principio, pensábamos en una profundidad
que permitiera lograr los 200 °C, el punto de
ebullición de los fluidos transportadores de
calor utilizados entonces. Pero con la pérdida
de calor al salir, el agua recuperada no superaba los 170°C-180°C. Por suerte, hoy en día
existen fluidos orgánicos como el isobutano,
calificados como binarios, cuyo punto de ebullición es más bajo. Al perforar los tres pozos
descubrimos que el gradiante geotérmico no
era constante. Cuanto más se cavaba, menos
considerable era el aumento de temperatura.
Ahora sabemos que la profundidad óptima se
sitúa entre los 3.000 y 3.500 metros”.
Los desafíos para el futuro
Además de los tres pozos explotados para
recuperar el calor subterráneo, se han realizado
otras dos perforaciones en Soultz: GPK1, a
3.600 m, para las investigaciones exploratorias,
y el muy importante ESP1, a 2.200 m, destinado
a supervisar el buen funcionamiento de la
central. Está provisto de un gran número de
sensores térmicos e hidráulicos. “Al principio,
tenía que ser mucho más profundo. Pero
durante su creación se fue desviando horizontalmente y tuvimos que parar las obras.
research*eu NÚMERO ESPECIAL I SEPTIEMBRE DE 2008
Una decepción desde el punto de vista geotérmico, pero una gran suerte desde el punto
de vista geológico. Esta perforación permite
extraer muestras enteras de granito y obtener
una idea más precisa de la estructura y la
naturaleza de la roca, ya que las muestras
recogidas en los demás pozos nos llegan en
pedazos, a partir de los cuales tan sólo podemos
deducir la composición de origen de la roca”.
ESP1 no es la única herramienta de vigilancia
de Soultz. En efecto, desde principios de los
años noventa se creó una red de pozos de
observación sísmica en torno al emplazamiento.
Al igual que en el caso de ESP1, estos pozos
de 1.500 metros son antiguos pozos de petróleo, recuperados para las investigaciones. “Los
datos de estas estaciones sísmicas se completan con los recibidos por la Red Nacional de
Vigilancia Sísmica (RéNaSS, por sus siglas en
francés) situada en Estrasburgo”.
El proyecto de Soultz, con la creación de
una red de fracturas eficaz, el montaje de la
central acabado y la producción de los primeros kilovatios de electricidad en junio de 2008,
ya ha logrado su principal objetivo. Los desafíos para el futuro no son menos ambiciosos.
“Aunque ya hayamos efectuado numerosas
pruebas de inyección y de producción, estas
últimas nunca se han prolongado más allá de
algunos meses”, explica Marion Schindler,
geofísica del BGR (Bundesanstalt für
Geowissenschaften und Rohstoffe, Alemania),
encargada de la recogida y centralización de
los datos hidráulicos y térmicos del emplazamiento. “Para los próximos años, tenemos
previsto recopilar numerosos datos sísmicos,
de temperatura, de presión o de calidad de las
aguas geotérmicas. Todo ello con vistas a
determinar el comportamiento de las fracturas
a largo plazo”, declara entusiasmada. “Se trata
de información esencial para las centrales de
este mismo tipo que se están construyendo en
todo el mundo, pero también para las que se
construyan en el futuro”.
J. V. R.
(1)
(2)
Nos referimos aquí a los sistemas geotérmicos de baja
y alta energía.
Las citas no atribuidas son de Albert Genter.
www.soultz.net
METANO
¿Doctor Jekyll
o Mister Hyde?
El metano (CH4), principal componente del gas natural, tiene su cara y su
cruz. Por un lado, ofrece un poder energético 30 % superior al del petróleo,
desprende menos CO2 en la combustión y sus reservas son el doble de
grandes. Por otro, es un potente gas de efecto invernadero del que cada
molécula absorbe 23 veces más radiación solar que una molécula de CO2,
en un periodo de 100 años.
L
a cuestión de la explotación del metano fue relanzada por el descubrimiento
de los hidratos de metano en los años
noventa y, por lo tanto, de nuevos
yacimientos potenciales. Este compuesto
orgánico toma la forma de una jaula de hielo,
en la que el CH4 se queda encerrado. Su formación, a alta presión y baja temperatura, se
produce esencialmente por la descomposición de materias orgánicas. Dos tipos de
medios reúnen estos requisitos: los taludes
continentales de los fondos marinos, a unos
cientos de metros de profundidad, y las zonas
de permafrost (suelos siempre congelados), en
las que la menor presión está compensada por
una temperatura mucho más baja. Una variación brusca de estas condiciones provoca una
liberación masiva de metano: hasta 164 cm³
de CH4 gaseoso por 1 cm³ de hielo derretido.
Encontrar las reservas
Para utilizar a gran escala este maná providencial, se tendría que disponer de una
cartografía completa de los yacimientos, algo
que aún dista mucho de ser una realidad. En
su proyecto HYDRAMED, Daniel Praeg, oceanógrafo del Istituto Nazionale di Oceanografia
e di Geofisica Sperimentale – OGS – (Italia) ha
hecho un primer balance de la situación en el
Mediterráneo. “El objetivo del proyecto era
poner a punto una modelización teórica de las
zonas de estabilidad de los hidratos de metano
para conseguir identificar lugares potencialmente interesantes. Desde el año 2006, este
enfoque ha hecho posible que el OGS descubra un yacimiento de hidratos de metano en
el delta del Nilo (Nile Fan). Otro lugar interesante es el Arco de Calabria, porque se han descubierto volcanes de lodo (frecuentes fuentes de
gas) dentro del marco de una colaboración entre
los proyectos HERMES e HYDRAMED. No obstante, la tarea que queda por delante es
inmensa. Ya va siendo hora de establecer un
programa completo de investigación y exploración de los hidratos de metano en Europa”.
Jérôme
Chappellaz,
glaciólogo
del
Laboratorio de Glaciología y Geofísica del
Medio Ambiente (Francia) y participante en el
proyecto EPICA (1), se interesa por la influencia que el metano ejerce sobre nuestro clima.
EPICA llevó a cabo la perforación del hielo, a
fin de obtener muestras, a una profundidad de
3.270 metros en la Antártica, lo que equivale a
remontarse hasta 300.000 años en el tiempo.
Conforme explica: “El análisis de la composición de las burbujas de aire permite conocer
precisamente los índices de C02 y de CH4 en
la atmósfera en el transcurso del tiempo y los
resultados no dejan lugar a dudas: la concentración en metano nunca ha sido tan elevada
como ahora. Además, existe una correlación
muy reproducible entre la variación del índice
de CH4 y la evolución del balance de radiación de la Tierra”. ¿Eso quiere decir que es
mejor no explotar los depósitos de hidratos de
metano? ¿Existe el riesgo de una desgasificación masiva si tocamos los yacimientos de
hidratos de metano? “No forzosamente”, res-
ponde Jérôme Chappellaz. “Ningún dato de
los 800.000 años examinados revela que se
haya producido ninguna desgasificación masiva que llegara a la atmósfera. Ahora bien,
las condiciones de presión y temperatura
han variado mucho. Además, los océanos encierran bacterias que, a falta de luz, se alimentan de metano. Parece ser que esta barrera
natural desempeña un papel crucial en la autorregulación del CH4”.
En total, los fondos marinos y las zonas de
permafrost contendrían aproximadamente
5.000 gigatoneladas de hidratos de metano, es
decir, tanto como las reservas de petróleo, gas
natural y carbón juntas. Pero como están dispersas en los sedimentos, tan sólo pueden ser
extraídas por perforación convencional, y aún
se tienen que desarrollar las técnicas de
explotación y transporte. Paralelamente, se
deben aclarar y cuantificar los riesgos que ello
supone para el planeta.
Marie-Françoise Lefèvre
(1)
Véase también la página 46, “800.000 años bajo el hielo…”
EPICA
12 socios – 10 países (BE-CH-DE-DK-FRNL-IT-NO-SE-UK)
www.esf.org
HERMES
50 socios – 15 países (BE-DE-ES-FR-GRIE-IT-MA-NL-NO-PT-RO-SE-TR-UK)
www.eu-hermes.net
research*eu NÚMERO ESPECIAL I SEPTIEMBRE DE 2008
43
© CNRS Photothèque/Laurence Medard
Análisis del monóxido de carbono (CO) para determinar las
relaciones isotópicas entre éste
y el metano (CO/CH4) contenido
en botellas de aire provenientes
de la neviza en la Antártica.
© BRGM im@gé/Valérie Laperche
RECURSOS
El hombre mineral
Dentro de las rocas, los minerales son los pilares de la tecnología
y la economía. Para garantizar cierta independencia, Europa
tiene que ampliar sus actividades de extracción, particularmente
de minerales metálicos. Una prospección que requiere tecnologías
punteras tanto como investigación.
Fuente de civilización
El hombre, desde siempre, ha explotado las
propiedades de las rocas y los minerales. La
edad de piedra, hace 2,5 millones de años,
estuvo marcada por la creación de herramientas de sílex para la caza, después se utilizó la
piedra para las casas y las prácticas religiosas.
Siguió la edad del cobre, hacia el 2500 a. C.,
en la que nació una artesanía secundaria y la
explotación de los metales a partir de su forma
nativa, por martilleo de las pepitas en frío o en
caliente.
Con la edad del bronce apareció la metalurgia, técnica de extracción de los metales que
emplea hornos a alta temperatura, para fundir
cobre a 1.084°C y obtener bronce, aleación
a 90/10 de cobre y estaño. Y finalmente, la
edad del hierro apareció hacia el año 1100 a. C.
con la reducción de los óxidos de hierro a temperaturas superiores al punto de fusión del
44
hierro. A igual peso, el acero ofrece armas
y herramientas mucho más resistentes que el
bronce. Las aleaciones de hierro y los objetos
de acero han desempeñado un papel determinante en el desarrollo de las civilizaciones
y las tecnologías humanas, y aún seguirá desempeñándolo durante mucho tiempo.
Minerales por todas partes
Hoy en día, los productos de la industria
de los minerales se encuentran en todos los
sectores de nuestras sociedades. Los microprocesadores de nuestros ordenadores están
hechos de silicio, galio, germanio. No puede
haber prospección de petróleo o túneles sin la
bentonita, una arcilla que posibilita la perforación. El papel debe su blancura al talco y al
caolín. Los dentífricos tienen caliza pulverizada.
Los edificios están hechos de arena, grava
y cemento.
research*eu NÚMERO ESPECIAL I SEPTIEMBRE DE 2008
Además de las fuentes de energía como los
elementos radiactivos, existen tres categorías
principales de minerales. Primero los metalíferos como la calcopirita (cobre), la hematita
(hierro), la pentlandita (níquel) y la esfalerita
(zinc). Algunos existen en estado puro, como
el oro y la plata. Después vienen los minerales
industriales, como el talco, el silicio, la sal, los
fosfatos, el grafito, la potasa, por citar tan sólo
los más corrientes. Y finalmente, en el campo
de la construcción, se encuentran la caliza
(cemento, piedra de talla), la arena y la grava
(terraplenado, hormigón), la arcilla (ladrillos),
así como el granito, el mármol, la pizarra y
el esquisto (piedra de talla). Todas las obras de
ingeniería civil dependen de estos componentes agregados: alrededor de 3 mil millones de
toneladas de arena, grava y de piedras trituradas
satisfacen las necesidades de la construcción en
Europa.
RECURSOS
Explotación artesana de
oro a lo largo del río Mekong,
en Houay-Gno, en la región
de Luang-Prabang (Laos).
Numerosas industrias de productos finales
(automóvil, aeronáutica, vidrio, cerámica,
plástico, papel, los cosméticos…) dependen
del sector de los minerales, que afecta a millones de empleos en Europa. Pero el crecimiento de la economía mundial y la llegada de
nuevos países con una gran demanda intensifican la competencia para acceder a los recursos. China, entre otros, ha multiplicado sus
importaciones de minerales y metales por un
factor de 2 a 10 en esta última década, todo
ello llevando a cabo políticas comerciales de
restricción de las exportaciones con cuotas
e imuestos.
Resultado: en estos últimos cuatro años, el
precio de todos los minerales se ha disparado,
en particular el del níquel, el cobre, el zinc y
el mineral de hierro. Por ejemplo, un gramo
de oro valía de media menos de nueve dólares en 2001, mientras que llegaba a valer unos
32 dólares en los primeros meses de 2008, lo
que significa que su valor casi se ha cuadruplicado en siete años. En cuanto al zinc, su
precio ha aumentado en más del 300 % entre
2004 y 2007.
Dependencia europea
Esta demanda creciente pone en peligro el
abastecimiento de la Unión, que consume
aproximadamente el 25-30 % de la producción
mundial de metales, mientras que apenas
extrae el 3 %. La desaparición de las actividades
mineras en numerosos países comunitarios
fragiliza también las exportaciones europeas
de tecnologías, equipos y servicios que se
derivan de ellas, así como los conocimientos
acumulados y su sector de investigación.
Huelga decir que las políticas industriales y de
investigación son determinantes para encontrar y mantener un equilibrio entre el consumo
y la producción de los recursos minerales.
Como en los demás sectores, la industria
mineral necesita la investigación y el desarrollo
para seguir siendo competitiva, particularmente
en materia de teledetección de recursos, metalogenia, geofísica, geoquímica, SIG (Sistemas de
Información Geográfica) y de técnicas de modelización. “No hay que dormirse en los laureles,
si bajáramos de nivel las consecuencias serían
muy serias. Bruselas se está concienciando de
ello y tiene previsto relanzar la investigación geológica, del tratamiento de los minerales, la metalurgia y la extracción”, señala Pär Weihed, de la
Su peso en minerales
¿U
sted duda de la importancia de los recursos minerales en su vida? Pues bien,
tome aproximadamente 730 toneladas de piedra, arena y grava, 30 toneladas de
cemento, 15 toneladas de mineral de hierro, algo menos de sal, 9 toneladas
de rocas fosfatadas, así como 9 toneladas de arcilla, 2,7 toneladas de bauxita (mineral de
aluminio), 600 kilos de cobre, 420 kilos de plomo, 300 kilos de zinc y 50 kilos de oro. Añada
unas 30 toneladas de minerales y metales diversos, y obtendrá el consumo estimado en minerales de un solo estadounidense a lo largo de toda su vida, es decir, 840 toneladas en total.
www.mii.org
Universidad Tecnológica de Luleå (Suecia),
responsable de la sección de exploración de la
Plataforma Tecnológica europea de Recursos
Minerales Sostenibles (1).
Destaca que: “Aunque los recursos estén
distribuidos de forma desigual, el nivel actual
de extracción de la Unión Europea es demasiado bajo. El potencial geológico existe en
varias regiones que no explotan lo suficiente
sus tierras por razones legislativas o ecológicas.
Ahora bien, dependemos del 80 al 100 % de las
importaciones de cobalto y de los elementos
del grupo del platino, níquel e hierro mientras
que existen yacimientos europeos que contienen estos metales”.
La extracción, poco rentable en los años
ochenta y noventa, se tendría que replantear
teniendo en cuenta la fulgurante subida de los
precios. Pär Weihed prosigue: “Creo que nuestra cuota de mercado en la producción global
podría pasar del 3 al 5-6 %, lo que corresponde más con nuestro peso demográfico. La
exploración moderna y la investigación geológica aumentarán la producción doméstica
de todos los metales ferrosos y de base, así
como de los metales preciosos”.
Nuevas tecnologías de exploración
En todo caso, ésta es la dirección mostrada
por la Agenda Estratégica de la Plataforma
Tecnológica, que tiene como prioridad las
nuevas tecnologías de exploración que hagan
posible la representación de los recursos en
cuatro dimensiones. PROMINE, un proyecto
multidisciplinario europeo, va a optimizar los
datos de evaluación de los minerales para
aumentar las capacidades de inversión de la
industria.
La nueva generación de información geológica estará almacenada en bases de datos de SIG
en tres dimensiones. Los mapas geológicos
actuales en dos dimensiones se harán redundantes en un futuro cercano. La representación geológica en 3D empezará por las regiones en las
que exista ya suficiente información subterránea,
como las provincias mineras históricas.
Seguidamente, PROMINE tendría que modelizar en cuatro dimensiones esas regiones, integrando datos como su historia geológica que
incluyan los sistemas hidrotermales, las zonas
metalíferas, las deformaciones tectónicas, la
hidrogeología, la geoquímica, el magnetismo,
la gravedad, los seísmos, el electromagnetismo,
la conductividad eléctrica natural y la radiactividad natural. Esta modelización representará
la evolución geológica de estas provincias hasta unos 5.000 metros de profundidad, en una
duración de varios centenares de millones de
años. Servirá de guía para descubrir nuevos
yacimientos, profundos y escondidos. El proyecto de 30 millones de euros estará financiado
en un 50% por el Séptimo Programa Marco de
investigación.
Este tipo de representación geográfica existe ya con el nombre de CEM (Common Earth
Models) en Australia o en Canadá, países que
siempre han apoyado la investigación geológica. En Europa, la cobertura integral en cuatro
dimensiones tan sólo se terminará dentro de
cuatro a cinco años por razones logísticas.
Delphine d’Hoop
(1)
European Technology Platform for Sustainable Mineral
Ressources (ETP-SMR), www.etpsmr.org
PROMINE
www.promine.com
research*eu NÚMERO ESPECIAL I SEPTIEMBRE DE 2008
45
BREVES
© Photothèque CNRS/Yves Frenot
Y hablando
del
planeta…
www.esf.org
800.000 años bajo
el hielo…
Recientemente, una muestra
de hielo sacada en la Antártica
a 3.270 metros de profundidad
dentro del marco del proyecto
EPICA (European Ice Coring in
Antartica) ha permitido observar
las variaciones del dióxido de
carbono (CO2) y del metano (CH4)
en el transcurso de los últimos
800.000 años. Es la primera vez
que se ha examinado una muestra
de hielo tan antigua. Se han
obtenido numerosos datos que
demuestran que, en todo el
periodo cubierto por la muestra,
nunca han sido tan altas las
concentraciones en la atmósfera
de ambos potentes gases de
efecto invernadero (GEI) como
hoy en día.
La muestra también ha revelado
un nuevo ciclo de variación del
CO2 en varios miles de años.
Asimismo, se ha descubierto que
existe una fuerte correlación
entre el aumento del metano
atmosférico y la intensificación de
los monzones del Sudeste Asiático.
Más sorprendente aún, parece ser
…y 6.000 años
bajo la arena
Según las conclusiones de un
nuevo estudio publicado por un
equipo de investigadores dirigido
por el geólogo Stefan Kropelin
de la Universidad de Colonia
(Alemania), el Sahara tardó en
formarse 2.000 años y no algunos
siglos, como afirmaba la última
teoría sobre su formación.
Difícilmente se puede imaginar
que hace 6.000 años abundaban
las verdes sabanas, los ríos y los
© Erik Sick
Almacenamiento y archivo de las
muestras de hielo extraídas en el
marco del proyecto EPICA.
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que la fluctuación rápida de este
gas delimita cada periodo glaciar
lo que, según los expertos, estaría
relacionado con las variaciones de
la circulación termohalina, un
fenómeno que la climatología no
ha podido explicar bien. Todos
estos datos tan valiosos serán de
gran ayuda para los investigadores
en su trabajo de identificación de
los impactos del calentamiento
climático.
Stephan Kropelin en misión en el
Sahara sudanés.
lagos en lo que ahora es un
gigantesco horno. Hace 4.800 años,
como consecuencia de la
disminución de los monzones,
la cubierta vegetal empezó
a desparecer dando paso
progresivamente a las amplias
extensiones de arena de dos
milenios más tarde.
research*eu NÚMERO ESPECIAL I SEPTIEMBRE DE 2008
Estos resultados se han obtenido
analizando numerosos indicadores
propios del paleoambiente
(pólenes, esporas, microorganismos…) de las muestras
de sedimentos extraídas en el lago
Yoa, al norte del Chad. Este es uno
de los pocos puntos de agua que
tiene la región, alimentado por un
acuífero subterráneo, y constituye
un lugar privilegiado para el
estudio del período húmedo del
Sahara, puesto que sus capas
sedimentarias no han desaparecido
por la erosión. Con las conclusiones
del estudio se rectificarán los
modelos climáticos de previsión,
herramientas esenciales para
anticipar los efectos del
calentamiento planetario.
acabada la descontaminación,
se recuperan las sustancias
absorbentes y se regeneran para
volverlas a utilizar. La técnica ya se
ha utilizado con éxito en Rusia y en
Ucrania, donde ha logrado limpiar
suelos contaminados con residuos
petroquímicos y pesticidas.
Esta nueva arma contra la
contaminación, fruto de una
colaboración pública y privada,
va a ser muy útil para combatir
la contaminación existente en
los casi 1,5 millones de “puntos
negros” que existen en Europa.
www.cleansoilproject.info
Geotermia
extrema
www.uni-koeln.de
Descontaminación
a bajo coste
Regenerar in situ los suelos
contaminados de forma limpia
y a bajo coste es el objetivo de
un nuevo método recientemente
desarrollado por el proyecto
europeo CLEANSOIL. En la
actualidad, a menudo el
tratamiento de la contaminación
implica el desplazamiento de la
tierra contaminada, ya sea para
limpiarla o depositarla en otro
lugar. Un sistema muy caro y que
no se puede aplicar en todos
sitios: por ejemplo, es imposible
excavar los terrenos en los que
existen construcciones.
El nuevo procedimiento puesto
a punto por CLEANSOIL consiste
en una red de tuberías dispuesta
horizontalmente en el suelo. Los
contaminantes, transportados
por las aguas de superficie que se
infiltran en la tierra, son después
captados por bolsas con sustancias
absorbentes previamente
insertadas en las tuberías. Una vez
¿Se puede aumentar drásticamente
el rendimiento energético de la
geotermia explotando zonas
geológicas totalmente
inexploradas? IDDP (Iceland Deep
Drilling Project), un proyecto de
investigación islandés, quizás tenga
la respuesta para esta pregunta.
Este proyecto, lanzado en 2004,
pretende determinar la factibilidad
de la explotación de sistemas
geotérmicos con un potencial
energético muy alto.
Los científicos de IDDP tienen
previsto hacer un pozo de 5 km
de profundidad en la zona
volcánica de Krafla, en el norte
de Islandia, con la idea de llegar
a un depósito hidrotermal cuyas
temperaturas se elevan a unos
400 ºC, y en el que hay fluidos
en estado supercrítico.
El principal objetivo es llegar
a estos fluidos y analizar su
composición exacta. Las
perforaciones preliminares se
iniciaron a mediados de junio de
2008 y a partir de ahí se empezó
a cavar un primer pozo de 3 km.
“Cuando hayamos logrado
determinar la naturaleza exacta del
BREVES
fluido geotermal, conseguiremos
poner a punto las herramientas
y las técnicas adecuadas para
explotar su calor”, declara,
entusiasta, Gudmundur Ómar
Friðleifsson, geólogo jefe del
proyecto. Es la primera vez que se
contempla trabajar en condiciones
tan extremas de temperatura, al no
superar las fuentes geotérmicas
actuales los 250 °C.
www.iddp.is
¿El calcio es un
aliado contra el CO2?
Un equipo de investigadores
de la Universidad de Newscastle
(Reino Unido) estudia un nuevo
procedimiento que permitiría
explotar el papel natural de
“sumidero de carbono” que
asumen los suelos. El proceso se
basa en la fijación del CO2
atmosférico de las plantas: en
determinadas condiciones, estas
últimas liberan una parte del CO2
que absorben en el suelo,
en forma de ácido.
En la mayoría de los casos, este CO2
vuelve a la atmósfera o pasa
a las aguas subterráneas. Pero en
los suelos ricos en calcio, el ácido
reacciona con este último para
formar carbonatos de calcio, un
compuesto estable (es la caliza que
Ejemplo de pradera rica en calcio,
en la que se podría explotar un
mecanismo de fijación natural para
reducir las emisiones de CO2.
modelos digitales con vistas a
definir la velocidad de absorción
y la cantidad de CO2 captado según
el tipo de suelo. Los resultados
saldrán a principios de 2009.
www.epsrc.ac.uk
Manto nuclear
¿Las entrañas de la Tierra encierran
reactores nucleares? Algunos
indicios de la factibilidad de tal
reacción en el estado natural fueron
registrados en los años setenta en la
mina de uranio de Oklo, en Gabón,
en la que se había dado un extraño
fenómeno: una parte del mineral
era pobre en 235U, lo que parecía
indicar que se había producido una
fisión nuclear de forma espontánea.
El físico Marvin Herndon fue el
primero en apoyar la posibilidad de
la existencia de tal “georeactor”,
pero lo situaba a nivel del núcleo,
lo que hacía que su teoría fuera
poco verosímil.
Recientemente, Rob de Meijer de
la University of the Western Cape
(Sudáfrica) y Wim van Westrenen
de la Free University of Amsterdam
(Países Bajos) han vuelto a formular
esta hipótesis, localizando el reactor
en el manto terrestre, justo en la
frontera con el núcleo. Los dos
investigadores apoyan su hipótesis
en un estudio que revela una
diferencia de concentración en
142Nd, un isótopo del neodimio,
dentro de las rocas terrestres y de
condritos, un tipo de meteorito.
A partir de estos resultados,
los investigadores dedujeron que
probablemente se encontraba una
fuerte concentración de uranio,
torio y potasio en la interfaz entre
el núcleo y el manto. No obstante,
la teoría seguirá siendo pura
especulación a la espera de la puesta
a punto de detectores gigantes de
neutrinos, los únicos capaces de
detectar las regiones geológicas en
las que se producen importantes
reacciones radiactivas.
Influencia
magnética
El campo magnético terrestre
quizás sea invisible, pero ejerce
una influencia muy importante
en nuestras vidas. Tras haber
analizado la actividad del campo
geomagnético de 1948 a 1997,
Oleg Shumilov, del Institute of
North Industrial Ecology Problems
(Rusia), ha registrado tres
picos estacionales anuales
que comportan extrañas
correspondencias con la
fluctuación del número de
suicidios de la ciudad rusa de
Kirovsk. Además, el investigador,
utilizando 6.000 ecografías
efectuadas entre 1995 y 2003,
comparó las variaciones de ritmo
cardíaco de los fetos con la
actividad geomagnética terrestre.
En el 15 % de los casos, algunas
perturbaciones del ritmo cardíaco
de los fetos coinciden con periodos
de gran actividad geomagnética.
Estos resultados, presentados en
abril de 2008 con ocasión de la
reunión anual de la Unión Europea
de Geociencias, se añaden a una
larga lista de investigaciones
científicas que han puesto de relieve
un vínculo entre magnetismo
y salud física o mental. Según los
© Phototèque CNRS /Robert Patrick
Producción geotérmica
de electricidad en Krafla (Islandia).
© EPSRC
© Iceland Geosurvey/ISOR
todos conocemos) durante un
largo periodo de tiempo. Los
investigadores estiman que sería
posible impulsar este mecanismo
de fijación enriqueciendo
masivamente los suelos con calcio.
Según sus cálculos, el método, cuya
validez está siendo actualmente
comprobada en laboratorio, podría
contribuir a la reducción del 5-10%
de las emisiones del Reino Unido. Si
resulta ser eficaz, se desarrollarán
Representación tridimensional
del campo magnético terrestre,
según el modelo Tsganenko 87.
El campo magnético está representado
en forma de “conchas” en las que las
bases de las líneas de fuerza en la
superficie de la Tierra tienen la misma
latitud magnética.
expertos, el geomagnetismo
podría intervenir en la regulación
de nuestro reloj biológico. Algunas
variaciones del campo magnético,
particularmente fenómenos
extremos como las tormentas
magnéticas, podrían ejercer su
influencia de manera notable
en una parte de la población…
www.kolaklub.com/am/inst/
ksclink.htm
research*eu NÚMERO ESPECIAL I SEPTIEMBRE DE 2008
47
Este ácaro, cuyos órganos internos están completamente intactos,
data de hace 12-15 millones de años. Al pie de los Andes, cerca de
Iquitos (Perú), un grupo de investigadores descubrió insectos,
algas y otros microorganismos fosilizados en trozos de ámbar,
verdaderas joyas incrustadas en las riberas del Amazonas. Los científicos
del laboratorio francés Paléobiodiversité et Paléoenvironnements (CNRS)
intentarán secuenciar los posibles fragmentos de ADN con vistas
a su estudio filogenético. Este descubrimiento demuestra que la región
ya albergó hace mucho tiempo una biodiversidad abundante.
© CNRS Phototheque/Dario De Francheschi
El ácaro de ámbar
KI-AH-08-S01-ES-C
LA CIENCIA EN IMÁGENES