Thermal maturity and hydrocarbons potential generation in the Tumaco and San Juan-Atrato Basins as revealed by TOC, RE-Py and petrographic analysis

Mucho más allá de la superficie de la Tierra, en las zonas estrechas y turbulentas donde las masas de placas tectónicas colisionan y una se desliza debajo de otra, se desarrolla un complejo drama geológico. Estas zonas de subducción no son solo límites de roca; son centros de reciclaje para el planeta, arrastrando material cortical, sedimentos y materia orgánica hacia las profundidades calientes y de alta presión del manto. Durante décadas, los científicos se han preguntado qué sucede con los restos antiguos de plantas y animales atrapados en estos sedimentos. ¿Se cocinan para convertirse en petróleo y gas, o permanecen encerrados en un estado latente? Esta pregunta es particularmente urgente en el Pacífico colombiano, una región donde el fondo oceánico se sumerge bajo el continente sudamericano. Aquí, la geología es joven y activa, caracterizada por pendientes pronunciadas y una sedimentación rápida. Si bien se sabe que tales áreas albergan vastas cantidades de hidratos de metano, el potencial de petróleo y gas convencional ha seguido siendo un misterio, debido principalmente a que la materia orgánica enterrada allí ha sido difícil de estudiar. Comprender si estos sedimentos han alcanzado la temperatura y la presión adecuadas para generar combustible es esencial para saber si estas cuencas de frontera poseen recursos energéticos o si son simplemente archivos geológicos del pasado.

Para resolver este enigma, un equipo de investigadores centró su atención en dos cuencas específicas a lo largo de esta costa: la Cuenca de Tumaco y la Cuenca de San Juan-Atrato. Recopilaron una colección masiva de 763 muestras de roca, excavando profundamente en el registro geológico de diversos pozos y afloramientos superficiales. El objetivo era leer la historia química y física escrita dentro de estas rocas. Los científicos buscaron tres cosas principales: cuánto carbono orgánico estaba presente, qué tipo de material orgánico era y cuánto calor había soportado a lo largo de millones de años. Utilizaron un método llamado pirólisis Rock-Eval, que esencialmente calienta la roca en un entorno controlado para ver qué tipo de hidrocarburos se liberan, y midieron la reflectancia de diminutos fragmentos de material vegetal fosilizado, una técnica que actúa como un termómetro para la historia térmica de la roca. Al combinar estas mediciones con observaciones microscópicas de la propia materia orgánica, pudieron determinar si las rocas estaban "inmaduras" (demasiado frías para generar combustible), en la "ventana de petróleo" (el punto ideal para la generación de petróleo) o "sobrecocidas" (donde el petróleo se descompone en gas).

Los resultados de las cuencas del Pacífico colombiano cuentan una historia de potencial que aún no se ha realizado plenamente. Las rocas analizadas contenían materia orgánica, pero la cantidad era generalmente modesta, cayendo en un rango que los investigadores describen como "aceptable" en lugar de abundante. Cuando calentaron las muestras para ver qué resultaba, los datos mostraron que la materia orgánica aún no estaba lista para producir cantidades significativas de petróleo o gas. La mayoría de las muestras entraron en una categoría conocida como querógeno Tipo III, que deriva principalmente de la materia vegetal terrestre y que típicamente está asociada con la generación de gas en lugar de petróleo. Sin embargo, el hallazgo crítico fue la temperatura. Las rocas no habían sido calentadas lo suficiente como para activar las reacciones químicas necesarias para convertir esa materia vegetal en combustible. Las mediciones de madurez térmica, que actúan como un medidor de cuánto "cocinado" han experimentado las rocas, indicaron que la materia orgánica se encuentra todavía en sus etapas iniciales, o lo que los geólogos llaman la fase "inmadura". Es como si los ingredientes para una comida estuvieran presentes en la cocina, pero la estufa aún no se hubiera encendido lo suficiente para iniciar el proceso de cocción.

Esta conclusión fue reforzada al observar los detalles microscópicos de la roca. Bajo potentes microscopios, los investigadores vieron las partículas orgánicas, incluyendo fragmentos de esporas y tejido vegetal fosilizados, y midieron cuánta luz reflejaban. Estas mediciones confirmaron los datos de calentamiento: las rocas no habían alcanzado el umbral requerido para una generación significativa de hidrocarburos. Si bien algunas muestras más profundas mostraron signos de una madurez ligeramente mayor, sugiriendo que están apenas comenzando a entrar en la zona donde el petróleo podría formarse, la gran mayoría de la cuenca permanece demasiado fría. El estudio también señaló que la materia orgánica en estas cuencas es una mezcla de fuentes marinas y terrestres, creando un tipo de material transicional que eventualmente podría producir una mezcla de petróleo y gas, pero solo si fuera enterrado a mayor profundidad o sometido a más calor con el tiempo.

Los investigadores sí encontraron que algunas áreas específicas, particularmente en las secciones más profundas de la Cuenca de Tumaco y ciertos afloramientos en la región de San Juan-Atrato, mostraban temperaturas ligeramente más altas, insinuando que estos puntos podrían estar en el borde mismo de volverse productivos. Sin embargo, incluso estas áreas prometedoras aún no están completamente maduras. El estudio descarta explícitamente la idea de que estas cuencas sean actualmente ricos yacimientos de petróleo convencional esperando ser explotados. En cambio, la evidencia sugiere que el potencial de hidrocarburos está limitado por el estado térmico actual de las rocas. La materia orgánica está ahí, y es de un tipo que eventualmente podría generar combustible, pero las condiciones geológicas aún no han proporcionado el calor necesario para desbloquearlo.

Al final, el estudio proporciona una imagen clara y basada en datos del margen del Pacífico colombiano. Confirma que, si bien estas cuencas contienen sedimentos ricos en materia orgánica, son en gran medida inmaduras. Las rocas no han sido sometidas a suficiente calor para transformar su contenido orgánico en el petróleo y el gas que alimentan a la sociedad moderna. Esto no significa que las cuencas carezcan de valor; albergan registros geológicos importantes y pueden contener gas biogénico o hidratos de metano. Pero para la exploración de petróleo y gas convencional, el mensaje es de cautela. Los ingredientes están presentes, pero la receta aún no ha sido completada por las fuerzas de la Tierra. La exploración futura tendría que centrarse en encontrar bolsas más profundas y calientes donde el proceso de cocción finalmente podría haber comenzado, o en buscar otros tipos de recursos energéticos que no requieran una madurez térmica tan intensa.