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

Profundamente sob a superfície da Terra, nas zonas estreitas e turbulentas onde massivas placas tectônicas colidem e uma desliza sob a outra, um complexo drama geológico se desenrola. Estas zonas de subducção não são apenas limites de rocha; são centros de reciclagem para o planeta, arrastando material crustal, sedimentos e matéria orgânica para as profundezas quentes e de alta pressão do manto. Por décadas, os cientistas têm se perguntado o que acontece com os restos antigos de plantas e animais presos nesses sedimentos. Eles se transformam em petróleo e gás ou permanecem presos em um estado latente? Esta questão é particularmente premente no Pacífico Colombiano, uma região onde o fundo do oceano mergulha sob o continente sul-americano. Aqui, a geologia é jovem e ativa, caracterizada por encostas íngremes e sedimentação rápida. Embora tais áreas sejam conhecidas por conter vastas quantidades de hidratos de metano, o potencial para petróleo e gás convencionais tem permanecido um mistério, em grande parte porque a matéria orgânica enterrada ali tem sido difícil de estudar. Compreender se esses sedimentos atingiram a temperatura e a pressão certas para gerar combustível é essencial para saber se essas bacias de fronteira detêm recursos energéticos ou se são simplesmente arquivos geológicos do passado.

Para resolver este enigma, uma equipe de pesquisadores voltou sua atenção para duas bacias específicas ao longo desta costa: a Bacia de Tumaco e a Bacia de San Juan-Atrato. Eles reuniram uma coleção massiva de 763 amostras de rocha, escavando profundamente no registro geológico a partir de vários poços e afloramentos superficiais. O objetivo era ler a história química e física escrita dentro dessas rochas. Os cientistas buscaram três coisas principais: quanto de carbono orgânico estava presente, que tipo de material orgânico era e quanto calor havia suportado ao longo de milhões de anos. Eles utilizaram um método chamado pirólise Rock-Eval, que essencialmente aquece a rocha em um ambiente controlado para ver que tipo de hidrocarbonetos são liberados, e mediram a refletância de pequenos fragmentos de material vegetal fossilizado, uma técnica que atua como um termômetro para a história térmica da rocha. Ao combinar essas medições com observações microscópicas da própria matéria orgânica, eles puderam determinar se as rochas eram "imaturas" (frias demais para gerar combustível), estavam na "janela de óleo" (o ponto ideal para a geração de petróleo) ou foram "cozidas demais" (onde o petróleo se decompõe em gás).

Os resultados das bacias do Pacífico Colombiano contam uma história de potencial que ainda não foi totalmente realizado. As rochas analisadas continham matéria orgânica, mas a quantidade era geralmente modesta, caindo em uma faixa que os pesquisadores descrevem como "aceitável" em vez de abundante. Quando aqueceram as amostras para ver o que sairia, os dados mostraram que o material orgânico ainda não estava pronto para produzir quantidades significativas de petróleo ou gás. A maioria das amostras enquadrou-se em uma categoria conhecida como querogênio do Tipo III, que é derivado principalmente de matéria vegetal terrestre e é tipicamente associado à geração de gás, em vez de petróleo. No entanto, a descoberta crítica foi a temperatura. As rochas não foram aquecidas o suficiente para desencadear as reações químicas necessárias para transformar essa matéria vegetal em combustível. As medições de maturidade térmica, que atuam como um medidor de quanto "cozimento" as rochas sofreram, indicaram que a matéria orgânica ainda está em seus estágios iniciais, ou o que os geólogos chamam de fase "imatura". É como se os ingredientes para uma refeição estivessem presentes na cozinha, mas o fogão ainda não tivesse sido ligado alto o suficiente para iniciar o processo de cozimento.

Esta conclusão foi reforçada ao observar os detalhes microscópicos da rocha. Sob microscópios poderosos, os pesquisadores viram as partículas orgânicas, incluindo pedaços de esporos fossilizados e tecido vegetal, e mediram o quanto elas refletiam de luz. Essas medições confirmaram os dados de aquecimento: as rochas não haviam atingido o limiar necessário para a geração significativa de hidrocarbonetos. Embora algumas amostras mais profundas mostrassem sinais de uma maturidade ligeiramente maior, sugerindo que estão apenas começando a entrar na zona onde o petróleo poderia se formar, a vasta maioria da bacia permanece muito fria. O estudo também observou que a matéria orgânica nestas bacias é uma mistura de fontes marinhas e terrestres, criando um tipo de material transicional que poderia eventualmente produzir uma mistura de petróleo e gás, mas apenas se fosse enterrado mais profundamente ou submetido a mais calor ao longo do tempo.

Os pesquisadores descobriram que algumas áreas específicas, particularmente nas seções mais profundas da Bacia de Tumaco e certos afloramentos na região de San Juan-Atrato, mostraram temperaturas ligeiramente mais altas, sugerindo que esses pontos podem estar no limite de se tornarem produtivos. No entanto, mesmo essas áreas promissoras ainda não estão totalmente maduras. O estudo descarta explicitamente a ideia de que estas bacias sejam atualmente reservatórios de petróleo convencional ricos esperando para serem explorados. Em vez disso, a evidência sugere que o potencial de hidrocarbonetos é limitado pelo estado térmico atual das rochas. A matéria orgânica está lá, e é de um tipo que poderia eventualmente gerar combustível, mas as condições geológicas ainda não forneceram o calor necessário para desbloqueá-la.

Ao final, o estudo fornece um quadro claro e baseado em dados da margem do Pacífico Colombiano. Ele confirma que, embora estas bacias contenham sedimentos ricos em matéria orgânica, elas são amplamente imaturas. As rochas não foram submetidas ao calor suficiente para transformar seu conteúdo orgânico no petróleo e gás que alimentam a sociedade moderna. Isso não significa que as bacias sejam desprovidas de valor; elas detêm registros geológicos importantes e podem conter gás biogênico ou hidratos de metano. Mas, para a exploração de petróleo e gás convencional, a mensagem é de cautela. Os ingredientes estão presentes, mas a receita ainda não foi completada pelas forças da Terra. A exploração futura precisaria focar na busca por bolsões mais profundos e quentes onde o processo de cozimento possa finalmente ter começado, ou olhar para diferentes tipos de recursos energéticos que não exijam uma maturidade térmica tão intensa.