Descubren un enorme cráter en Siberia. ¿Cómo se formó?

Hace poco, un equipo de televisión ruso descubrió algo muy llamativo sobre la amplia tundra siberiana: un cráter del tamaño de media cancha de fútbol en el suelo helado. A cientos de metros del cráter, se encontraban los bloques de hielo y tierra que la profunda grieta en la superficie había arrojado por el aire.

Este es solo el último de una serie de curiosos cráteres que se descubrieron en el Ártico siberiano, el primero de ellos, en 2014. Los científicos creen que se forman a partir de explosiones del gas metano y dióxido de carbono atrapado en montículos de tierra y hielo, un fenómeno que puede ser cada vez más común a medida que aumenta el calentamiento climático. Pero todavía hay muchas dudas.

“Aún no sabemos qué está pasando”, comenta Sue Natali, experta en permafrost en el Woodwell Climate Research Center en Falmouth, Massachusetts. "¿Y sucederá en algún otro lugar?"

Estudios recientes de otros cráteres sugieren que podría tratarse de un mecanismo denominado criovolcanismo, en el que las erupciones emergen en forma de lodo o lodo helado en lugar de rocas fundidas ardientes. Estos fenómenos son muy conocidos en otras partes de nuestro sistema solar, como en Encélado, la luna acuosa de Saturno. Pero se cree que el criovolcanismo es poco común en nuestro planeta. El estudio de estos fenómenos en Siberia podría aportar pistas sobre lo que está sucediendo en esos planetas remotos.

Es más, el hallazgo pone de relieve todo lo que queda por aprender sobre nuestro planeta tierra, especialmente en medio del estudio de las consecuencias del cambio climático. “Pueden ocurrir procesos que ni siquiera imaginamos. Es probable que acontezcan fenómenos increíbles, pero solo sabemos lo que sabemos".

Rarezas en el Ártico

El primer cráter siberiano se descubrió en julio de 2014 y enseguida se elucubraron teorías sobre cómo se formó. ¡Golpe de meteorito! ¡Explosión de misiles! ¡Extraterrestres!

En los años posteriores, los investigadores han identificado 15 cráteres más con un presumible origen de explosiones naturales. El agujero recién descubierto, el número 17, podría ser el más grande hasta ahora, cuenta Evgeny Chuvilin, experto en permafrost del Centro Skoltech para la Recuperación de Hidrocarburos, Rusia. Los cráteres del Ártico no son fáciles de estudiar: se llenan de agua a los meses o años de la explosión, y así, se confunden con los muchos lagos que existen en la región.

Chuvilin y sus colegas enseguida fueron a tomar muestras del cráter helado, que se encuentra en la península de Yamal, en el noroeste de Siberia. Con el fondo gris, amarillo y verde de la tundra, el cráter se presenta como “una gran rareza”, cuenta Chuvilin. "Cuando ves un nuevo cráter, lo primero que te llama la atención es el tamaño". Y los ruidos que surgen cuando el material de sus paredes casi verticales se derrite y se desploma; es “como si estuviera vivo”, expresa.

Actualmente, el equipo se encuentra "procesando las muestras de forma urgente”, a fin de poder publicar un artículo científico, explica por correo electrónico.

Los investigadores esperan no solo comprender mejor el proceso detrás de las explosiones, sino también predecir dónde pueden ocurrir en el futuro. Las explosiones podrían representar un riesgo para los lugareños, que informaron haber escuchado explosiones o haber visto llamas cerca de donde se encontraron nuevos cráteres, cuenta Andrey Bychkov, geoquímico de la Universidad Estatal Lomonosov de Moscú que ha estudiado otros cráteres, pero aún no ha visitado el más reciente. En 2017, se informó que un cráter había explotado cerca de un campamento de pastores de renos Nenets. El peligro podría extenderse también al área de gran infraestructura de petróleo y gas que hay en la región .

Receta para una explosión helada

Los análisis de otros cráteres, y de sus paredes heladas, han aportado datos interesantes. En 2018, Bychkov y sus colegas plantearon que las explosiones eran una forma de criovolcanismo, que consiste en una combinación explosiva de gas, hielo, agua y barro.

Los cráteres se forman dentro del permafrost, suelo que normalmente permanece congelado durante el verano y que abarca 16,7 millones de kilómetros cuadrados del hemisferio norte. Es posible que comiencen a formarse en zonas profundas no congeladas, conocidas como taliks. Comúnmente, los taliks se forman debajo de los lagos, donde el agua suprayacente calienta y aísla la tierra que hay debajo. Sin embargo, los lagos cambian constantemente con el proceso de congelamiento y descongelamiento del permafrost circundante, por lo que pueden acabar con un caudal enorme o quedar vacíos. Y si un lago se vacía, el suelo comienza a congelarse.

“Puede volver a congelarse desde la parte inferior, los lados y la parte superior, es decir, se congela desde todas las direcciones”, dice Katey Walter Anthony, ecologista de la Universidad de Alaska Fairbanks. Como el hielo ocupa más espacio que el agua, el crecimiento del hielo contrae el lodo líquido no congelado, y así se concentran y presurizan el gas y el agua, y finalmente se produce un abultamiento en la superficie que parece una colina y se denomina pingo.

No todos los cráteres están relacionados con lagos, señala Natali. Los taliks pueden formarse en otros contextos, como en el interior de una zona subterránea con mucha cantidad de sal, lo que reduce la temperatura a la que el agua se congela. Algunos pingos se alimentan continuamente desde la zona inferior por el aumento del agua subterránea.

Los pingos son muy comunes en todo el Ártico, hay más de 11.000 en todo el hemisferio norte. Pero las explosiones que forman cráteres, al parecer, son mucho más raras. Solo se han observado en las penínsulas de Yamal y Gydan en Siberia. Y esas explosiones requieren mayormente de un ingrediente: el gas.

En el oeste de Siberia abunda el gas natural, y es probable que parte de este se filtre a lo largo de grietas y zonas porosas en el suelo hacia el talik. Pero existen otras posibles fuentes de gas. Los microbios se alimentan de materia orgánica y eliminan metano o dióxido de carbono. Parte del gas también puede provenir de la descomposición de lo que se conoce como hidratos de metano, una forma cristalina.

“Puede que no se trate de una sola cosa”, explica Natali. En los diferentes montículos hay diferentes elementos que aportan gases, pero es probable que todos ellos tengan un propósito similar: presurizar. Eventualmente, ya sea debido a la creciente presión gaseosa o la desestabilización de la capa de hielo suprayacente, el sistema acaba en una poderosa explosión que puede arrojar la lechada a la superficie y dejar un cráter empinado detrás.

"Es como el champán", expresa Bychkov.

Relaciones con el clima y otros factores

Estudiar las explosiones podría ayudar a desentrañar algunas de las explosiones heladas en otros cuerpos del sistema solar. Los cráteres siberianos, en particular, podrían estudiarse en relación con el del vulcanismo de hielo en el planeta enano Ceres, que, a diferencia de muchos planetas helados donde ocurre el criovolcanismo, tiene algunos de los mismos componentes que se encuentran en el Ártico, explica Lynnae Quick, geofísica planetaria que se especializa en criovolcanismo en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA.

“Ceres es un caso realmente interesante porque tiene este componente de suelo rocoso que participa en estos procesos, y que no podemos ver en las lunas heladas”, expresa Quick. "Todavía estamos tratando de averiguar qué es lo que se observa allí".

Del cualquier modo, quedan pendientes varias interrogantes sobre los cráteres siberianos. Uno es su conexión con el cambio climático. En los últimos años, el Ártico ha tenido una serie de temperaturas excepcionalmente altas. El pasado 20 de junio, la pequeña ciudad de Verkhoyansk, Rusia, alcanzó una temperatura abrasadora de 54 °C, la temperatura más alta que ha tenido la región desde que comenzaron a registrarse las temperaturas en 1885.

Si bien los cráteres parecen haber surgido por todos lados desde que se descubrieron en 2014, el fenómeno podría haber estado presente desde hace miles años atrás y recién ahora lo hemos notado, sostiene Walter Anthony. Los viajes en avión por esa zona se han vuelto más comunes y la población de Yamal en particular ha crecido enormemente. “Ahora hay un ferrocarril y ciudades enormes”, explica Bychkov.

Sin embargo, el clima más cálido contribuiría a explosiones más frecuentes, ya que el derretimiento puede desestabilizar la capa de hielo en las zonas gaseosas, y provocar una explosión. El derretimiento también podría hacer que el suelo y la superficie quedaran más conectados, y que se formaran "chimeneas" por donde los gases del fondo podrían fluir hacia arriba más fácilmente, hacia los taliks, agrega Walter Anthony.

En el gran conjunto de gases de efecto invernadero, las emisiones de metano y dióxido de carbono liberadas por cada explosión probablemente sean insignificantes. Pero las explosiones pueden dejarnos ver “los efectos a corto plazo de un fenómeno a largo plazo", expresa Walter Anthony.

El cambio climático ya ha dejado una marca en el Ártico, donde el calentamiento está aumentando al menos dos veces más rápido que en el resto del planeta. Cada año, se derrite una capa cada vez más gruesa de permafrost rico en carbono y, en algunos lugares, el suelo no se vuelve a congelar, ni siquiera en los meses de invierno. Cuando se descongela, los microbios se aprovechan del que fue material orgánico congelado y liberan dióxido de carbono o metano. Pero esto también plantea cuestiones más complicadas. El permafrost actúa como una tapa sobre las reservas de gas metano geológico en las profundidades del subsuelo, lo que ralentiza su recorrido hacia la atmósfera, explica Walter Anthony. A medida que el permafrost se derrite, esa tapa puede llenarse de agujeros que permiten que el metano escape a la superficie.

Walter Anthony estudia este fenómeno en los lagos árticos y señala que estudios recientes sobre la formación de cráteres serían una prueba más de que el gas de las profundidades ya está subiendo a la superficie. “Dado que el permafrost ya está dejando de ser un bloque de queso cheddar para convertirse en un bloque de queso suizo, esto será cada vez más común”, comenta.

"Es un ejemplo más de los efectos del cambio climático".