El impacto de las actividades humanas (como las emisiones de gases de efecto invernadero y la deforestación) en la superficie de la Tierra ha sido bien estudiado. Ahora, investigadores de hidrología de la Universidad de Arizona han investigado cómo los humanos afectan el subsuelo profundo de la Tierra, la región que se encuentra entre cientos de metros y varios kilómetros debajo de la superficie del planeta.
«Observamos cómo se comparan las tasas de producción de fluidos de petróleo y gas con el ciclo natural del agua y mostramos cómo los humanos han tenido un impacto significativo en la circulación de fluidos en el interior de la Tierra», dijo Jennifer McIntosh, profesora del departamento de la Universidad de Arizona. en Ciencias Hidrológicas y Atmosféricas y autor principal de un artículo en la revista El futuro de la Tierra Detalles de resultados.
«La superficie profunda está fuera de la vista y fuera de la mente de la mayoría de las personas, y pensamos que era importante proporcionar algún contexto para estas actividades propuestas, especialmente cuando se trata de nuestros impactos ambientales», dijo el autor principal del estudio, Grant Ferguson, co -autor. Es profesor del Departamento de Hidrología y Ciencias Atmosféricas de Arizona y profesor de la Facultad de Medio Ambiente y Sostenibilidad de la Universidad de Saskatchewan.
Según el estudio, en el futuro se espera que aumenten los flujos de fluidos inducidos por el hombre con estrategias propuestas como soluciones al cambio climático. Estas estrategias incluyen: captura geológica de carbono, que es la captura y almacenamiento de dióxido de carbono atmosférico en rocas subterráneas porosas; Producción de energía geotérmica, que implica hacer circular agua a través de rocas calientes para generar electricidad; Y extraer litio de agua salada rica en minerales bajo tierra para impulsar automóviles eléctricos. El estudio se realizó en colaboración con investigadores de la Universidad de Saskatchewan en Canadá, la Universidad de Harvard, la Universidad Northwestern, el Instituto Coreano de Ciencias de la Tierra y Recursos Minerales y la Universidad Linnaeus en Suecia.
«La gestión responsable de la capa subterránea es fundamental para cualquier esperanza de una transición verde, un futuro sostenible y mantener el calentamiento por debajo de unos pocos grados», dijo Peter Reiner, profesor del Departamento de Geociencias de la Universidad de Arizona y coautor de El estudio.
Con la producción de petróleo y gas natural, siempre hay un suministro de agua, generalmente salada, que proviene de las profundidades de la Tierra, dijo McIntosh. El agua subterránea suele tener millones de años y adquiere su salinidad por la evaporación del agua de mar antigua o por la interacción con rocas y minerales. Para extraer petróleo de manera más eficiente, se agrega más agua de fuentes cercanas a la superficie a la salmuera para compensar la cantidad de petróleo extraído y mantener la presión del yacimiento. Luego, la mezcla de agua salada se reinyecta en el suelo. Esto se convierte en un ciclo de producir el fluido y reinyectarlo profundamente en la tierra.
El mismo proceso ocurre en la extracción de litio, la producción de energía geotérmica y el secuestro geológico de carbono, todos los cuales implican la reinyección del agua salada restante del suelo.
«Hemos demostrado que las tasas de inyección de fluidos o tasas de recarga de las actividades de petróleo y gas son mayores que las que ocurren naturalmente», dijo McIntosh.
Utilizando datos existentes de diversas fuentes, incluidas mediciones de movimientos de fluidos relacionados con la extracción de petróleo y gas y la inyección de agua geotérmica, el equipo descubrió que las tasas actuales de movimiento de fluidos causado por las actividades humanas son más altas en comparación con cómo se movían los fluidos antes de la intervención humana.
A medida que aumentan las actividades humanas como la captura y secuestro de carbono y la extracción de litio, los investigadores también anticipan cómo estas actividades podrían registrarse en el registro geológico, que es la historia de la Tierra registrada en las rocas que forman su corteza.
Las actividades humanas tienen el potencial de cambiar no sólo los fluidos subterráneos profundos sino también los microbios que viven allí, dijo McIntosh. A medida que los fluidos se mueven, los entornos microbianos pueden cambiar debido a cambios en la química del agua o al traer nuevas comunidades microbianas desde la superficie de la Tierra al subsuelo.
Por ejemplo, con la fracturación hidráulica, una técnica utilizada para fracturar rocas subterráneas utilizando fluidos presurizados para extraer petróleo y gas, una formación rocosa profunda que anteriormente no tenía una población detectable de microbios puede tener un auge repentino en la actividad microbiana.
McIntosh dijo que todavía hay muchas incógnitas sobre las profundidades del interior de la Tierra y cómo se ven afectadas por las actividades humanas, y es importante seguir trabajando en estas cuestiones.
«Necesitamos utilizar las capas profundas bajo la superficie como parte de la solución a la crisis climática», dijo McIntosh. «Sin embargo, sabemos más sobre la superficie de Marte que sobre el agua, las rocas y la vida en las profundidades de nuestros pies».