Un nuevo estudio publicado por los investigadores del servicio Geológico de EEUU (USGS) afirma que puede haber billones de toneladas de hidrógeno enterradas en rocas y depósitos bajo la superficie de la Tierra. Los científicos creen que solo un mínimo porcentaje de ese hidrógeno podría alimentar las necesidades energéticas de nuestra civilización durante siglos. Aunque los investigadores reconocen que todavía no se sabe dónde están esas reservas.
El hidrógeno es una de las fuentes de energía más prometedoras para nuestro futuro. Los expertos dicen que su adopción nos ayudará a paliar la crisis energética y que es una herramienta fundamental para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. Se trata de una energía limpia que puede alimentar vehículos, impulsar procesos industriales y generar electricidad.
Hasta hace poco, la ciencia no ha sabido que el hidrógeno se acumula de manera natural bajo la superficie terrestre. Este gas se crea gracias a reacciones químicas en las rocas cuando se dividen las moléculas del agua (H₂O) en hidrógeno y oxígeno.
"Durante toda mi carrera, el paradigma ha sido que el hidrógeno está ahí fuera, que se produce, pero que es una molécula muy pequeña, por lo que se escapa fácilmente a través de pequeños poros, grietas y rocas", explica para LiveScience Geoffrey Ellis, geoquímico petrolero del USGS y autor principal del nuevo estudio publicado recientemente en la revista Science Advances. "En realidad, hay docenas de procesos naturales capaces de generar hidrógeno, pero la mayoría de ellos generan cantidades muy pequeñas".
Los investigadores creen que la mayor parte del hidrógeno que hay bajo nuestros pies se encuentra a demasiada profundidad o demasiado lejos de la costa para poder acceder a él. Además, algunas de esas reservas son demasiado pequeñas para exportarlas de manera que sea económicamente rentable.
Sin embargo, el nuevo estudio indica que, a pesar de esas limitaciones, la cantidad de hidrógeno total bajo la superficie es tal que un pequeño porcentaje de lo que hay es suficiente para alimentar a la humanidad durante siglos.
Los investigadores han calculado que el planeta alberga alrededor de 6,2 billones de toneladas (5,6 billones de toneladas métricas) de hidrógeno en rocas y depósitos subterráneos. Esto es aproximadamente 26 veces la cantidad de petróleo que se sabe que queda en el subsuelo (1,6 billones de barriles, cada uno de los cuales pesa aproximadamente 0,15 toneladas).
El equipo asegura que solo el 2% de esas reservas de hidrógeno —que equivalen a 124.000 millones de toneladas (112.000 millones de toneladas métricas) de gas— "suministrarían todo el hidrógeno que necesitamos para llegar a un nivel neto cero [de carbono] durante un par de cientos de años", afirma Ellis. La energía liberada por esa cantidad de hidrógeno es aproximadamente el doble de la almacenada en todas las reservas conocidas de gas natural de la Tierra, señala el estudio.
Las fábricas submarinas de hidrógeno
Muchos científicos piensan que las primeras células surgieron en lugares tan extremos como el fondo marino o las rocas calientes de las profundidades de la corteza terrestre. Allí, las fuentes hidrotermales —grietas del subsuelo de las que sale agua geotermalmente caliente— produjeron hidrógeno. La reacción entre el hidrógeno y el dióxido de carbono permitió que los microorganismos fueran capaces de prosperar a pesar de la oscuridad total y las condiciones que reinan en esos ambientes extremos.
El hidrógeno es el combustible necesario para que surja la reacción, pero saber cómo las células han sido capaces de cosechar su energía ha sido un enigma hasta hace poco. Los científicos descubrieron que las células primero tienen que empujar los electrones del hidrógeno energéticamente cuesta arriba. "Es como pedirle a un río que fluya cuesta arriba en vez de cuesta abajo, así que las células necesitan soluciones de ingeniería", explica Max Brabender, uno de los autores de nuevo estudio que asegura que este gas tuvo un papel clave también como combustible para las moléculas que originaron la vida.
Para conseguir cambiar el curso de este río energético, las células activan un proceso llamado bifurcación de electrones, por el que envían los dos electrones del hidrógeno por caminos diferentes. Uno va muy cuesta abajo y pone en movimiento un mecanismo similar al de una polea (o un sifón) que puede tirar energéticamente del otro electrón cuesta arriba. Sin embargo, cómo pudo funcionar una reacción energéticamente ascendente en la evolución primitiva sin que existieran las enzimas o las células, ha sido otro enigma muy difícil de resolver.
"Varias teorías diferentes han propuesto cómo el medio ambiente podría haber empujado los electrones energéticamente cuesta arriba hacia la ferredoxina [un transportador biológico de electrones] antes del origen de la bifurcación de electrones", explica William F. Martin, otro de los autores principales del estudio. "Hemos identificado un proceso que no podría ser más simple y que funciona en las condiciones naturales de los respiraderos hidrotermales".
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