Las rocas sedimentarias ricas en materia orgánica son un tipo específico de roca sedimentaria que contiene cantidades significativas (>3%) de carbono orgánico . [1] [2] Los tipos más comunes incluyen carbón , lignito , esquisto bituminoso o esquisto negro . [2] El material orgánico puede estar diseminado por toda la roca dándole un color oscuro uniforme, y/o puede estar presente como apariciones discretas de alquitrán , betún , asfalto, petróleo , carbón o material carbonoso . Las rocas sedimentarias ricas en materia orgánica pueden actuar como rocas generadoras que generan hidrocarburos que se acumulan en otras rocas sedimentarias "de yacimiento" [2] (ver arenas bituminosas y geología del petróleo ). Las rocas generadoras potenciales son cualquier tipo de roca sedimentaria que tenga la capacidad de disipar el carbono disponible en su interior ( la piedra caliza es un ejemplo clásico de roca generadora). Las buenas rocas reservorio son cualquier roca sedimentaria que tenga una alta disponibilidad de espacio poroso. Esto permite que los hidrocarburos se acumulen dentro de la roca y se almacenen durante largos períodos de tiempo (una arenisca suele ser una buena roca madre). Las rocas yacimiento altamente permeables también son de interés para los profesionales de la industria, ya que permiten la fácil extracción de los hidrocarburos que contienen. Sin embargo, el sistema de yacimientos de hidrocarburos no está completo sin una "roca de cubierta". Las rocas de capa son unidades de roca que tienen muy baja porosidad y permeabilidad, que atrapan los hidrocarburos dentro de las unidades de abajo mientras intentan migrar hacia arriba.
El carbono orgánico se deriva de la antigua deposición biológica de materia (kerógeno es el nombre que le dan los geólogos), y esta materia orgánica se entierra con fragmentos de minerales y rocas en rocas sedimentarias. [2] [3] La temperatura y presión de las condiciones del entierro afectarán los procesos diagenéticos del material y determinarán si el material se transformará o no en petróleo. El carbono orgánico fosilífero puede ser transportado por todo el medio ambiente moderno, en ríos, suelos y, eventualmente, en los océanos. Este proceso ocurre a lo largo de una escala de tiempo muy grande y actúa como uno de los principales mecanismos para que el carbono orgánico fosilífero se libere nuevamente al medio ambiente.
Durante décadas, se pensó que la mayoría de los lechos sedimentarios ricos en materia orgánica depositados en el fondo del océano eran un subproducto de tres variables ambientales: la entrada de material orgánico, la tasa de sedimentación y la cantidad de oxigenación de las aguas profundas. Estas variables están vinculadas en escalas espaciales y temporales por el clima, las corrientes oceánicas y el nivel del mar en el momento de la deposición. [2] [4] Cualquier cambio en las variables o en los parámetros que las vinculan dará como resultado depósitos sedimentarios diferentes, como se ve hoy en la superficie. El conocimiento de esta información es valorado entre las empresas comerciales, ya que su aplicación puede deducir qué depósitos sedimentarios podrían ser económicamente productivos de explotar. Al utilizar la metodología inversa de la metodología anterior, estos depósitos se pueden utilizar como sustitutos para inferir información como el paleoclima, los ciclos de circulación oceánica anteriores, los niveles del mar pasados, así como la proporción de variables entre sí que causaron la producción de El depósito. [2] Esta información puede ser muy valiosa para los geocientíficos, ya que puede ayudarlos a reconstruir los procesos pasados que finalmente dieron forma a la Tierra hasta su estado actual.
Sin embargo, según investigaciones más recientes, estos resultados ya no son completamente viables. Por ejemplo: en estudios de caso del Mar Negro, un ambiente anóxico moderno, se ha demostrado que la anoxia dentro de los niveles inferiores de la columna de agua por sí sola no produce una cantidad significativa de sedimentos ricos en materia orgánica, a pesar de que se suministró suficiente material orgánico. a la región en el Holoceno. Por lo tanto, la nueva teoría es que los "productores primarios" situados más arriba en la columna de agua son responsables de la mayor parte de la deposición de sedimentos ricos en carbono en los ambientes de los márgenes continentales. [2] Basado en un estudio realizado con modelos de circulación oceánica en el Cretácico, se encontró que aunque las condiciones eran relativamente similares a las actuales, los océanos tenían corrientes mucho más fuertes que influyeban en la columna de agua. [5] La nueva idea es que estas corrientes oceánicas fueron ralentizadas por la proliferación de productores primarios marinos microscópicos, que permitieron el asentamiento de sedimentos ricos en materia orgánica en el fondo marino, produciendo muchos de los lechos de esquisto negro económicamente productivos que están presentes en la actualidad. Hasta el día de hoy sigue siendo un tema intensamente investigado tanto por académicos como por empresas comerciales.
Se cree que las bacterias contribuyen de manera importante a la creación de roca madre de petróleo. Sin embargo, los estudios han demostrado que la abundancia de biomarcadores bacterianos no siempre refleja las contribuciones relativas al carbono orgánico sedimentario. [6] Actualmente se cree que las bacterias de las rocas sedimentarias sólo contribuyen en menor medida a la producción de combustibles fósiles como el petróleo. Dado que la reelaboración bacteriana de los desechos sedimentarios es extremadamente importante, no se puede ignorar su importancia. Ciertas bacterias pueden ayudar en la descomposición del material orgánico en las primeras etapas de los procesos sedimentarios, aunque la biomasa bacteriana en sí misma puede representar sólo un componente menor del carbono orgánico total en las rocas carbonosas. Muchas de las ideas sobre la contribución bacteriana mínima pueden atribuirse a estudios isotópicos del carbono en algunas rocas sedimentarias. [ cita necesaria ] Se requieren estudios de muchos y variados sitios sedimentarios para llegar a tales conclusiones; Hay innumerables especies de bacterias y cada roca madre orgánica puede tener diferentes interacciones con estas bacterias. Esta es la razón por la que no se puede excluir toda adición de carbono a las rocas sedimentarias influenciada por bacterias: cada situación es única, con diferentes bacterias y diferentes entornos. La combinación de estudios microscópicos y moleculares debe abordarse al interpretar la abundancia de biomarcadores bacterianos presentes en una fuente de petróleo y su influencia en el carbono orgánico total.
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