Viaje al origen de los combustibles fósiles: la fauna del Carbonífero y el Pérmico

Querida hija:

La expresión "combustibles fósiles" se ha convertido en omnipresente desde hace ya unos cuantos años, cuando ya se ha hecho evidente para todo el mundo (menos para una minoría ruidosa e influyente de "negacionistas") que la quema de estos combustibles desde la Revolución Industrial ha causado la ruina de nuestro planeta a cambio de proporcionar una falsa prosperidad a una reducida parte de la población humana. Pero seguramente te sorprenderá saber que estos combustibles tienen su origen en acumulaciones de plantas y animales muertos hace cientos de millones de años, y la mayoría de yacimientos de estos combustibles se originaron en dos periodos geológicos: el Carbonífero y el Pérmico. Hoy viajaremos en el tiempo para conocer cómo era aquel mundo en el que se gestaron los combustibles fósiles.

Reconstrucción del mundo del Carbonífero. Dibujo: Richard Bizley

Introducción: los combustibles fósiles

Conocemos como "combustibles fósiles" a tres tipos de materiales: el carbón, el petróleo y el gas natural. Estas materias tienen un enorme poder calorífico, y desde antiguo sus propiedades son conocidas por el ser humano, que de vez en cuando podía recogerlos en yacimientos superficiales y su uso era esporádico pero conocido por romanos, antiguos egipcios o aborígenes norteamericanos por ponerte tres ejemplos.

Pero no fue hasta que James Watt (1736 - 1819) perfeccionó la máquina de vapor inventada por Thomas Newcomen que la explotación de los combustibles fósiles entró en la era moderna. La máquina de vapor necesitaba un combustible abundante, barato y de buena calidad para calentar agua y producir el vapor cuya fuerza movía máquinas, y ése fue el carbón. Se inicia así la Revolución Industrial, un proceso técnico-científico que cambió la faz de la Tierra. Se abrieron minas de carbón por todo el mundo, y esta minería tendría su esplendor hasta la década de 1960.

Factoría BASF en Ludwigshafen, Alemania, 1881. Cuadro de Robert F. Stieler

Para entonces el petróleo se había convertido en el combustible fósil predominante. Extraído industrialmente por primera vez en 1859 en Titusville, Pensilvania, EEUU, la explosión del petróleo no se daría hasta pasada la Primera Guerra Mundial, con la generalización de los vehículos a motor de combustión que quemaban gasolina, uno de los derivados del petróleo. La extracción de petróleo está empezando a entrar en crisis justamente en nuestro tiempo, pero el gas natural se encuentra en pleno esplendor. La actual guerra entre Rusia y Ucrania ha puesto de manifiesto la importancia geopolítica de este combustible, que tuvo su boom tras la Segunda Guerra Mundial, cuando se encontró la manera de extraerlo, conducirlo y almacenarlo de forma fiable e industrial.

Para bien y para mal (sobre todo para mal), los combustibles fósiles han moldeado y creado nuestra sociedad occidental de consumo (e imitaciones) de tal forma que es absolutamente incapaz de renunciar a ellos sin colapsar previamente. Pero...¿cuál es el origen de estos combustibles?

Esquema de formación del petróleo. Infografía: Ecología Verde

Los combustibles fósiles se originaron al suceder una serie de extraordinarias carambolas:

- Para empezar, se produjo una gran acumulación de materia orgánica muerta en condiciones de anoxia (ausencia o reducción significativa de oxígeno). Esto se produjo en ambientes pantanosos, donde justamente se da esta anoxia que impide que la materia orgánica muerta se descomponga.

- En segundo lugar, los sitios donde se acumuló toda esta materia (fundamentalmente plantas, plancton y en menor medida fauna) experimentaron una subida en el nivel del mar perfectamente equilibrada con la acumulación de estos detritos orgánicos, que se depositaron en fondos marinos o lacustres.

- En tercer lugar, se produjo una subsidencia o hundimiento del terreno también equilibrada con la tasa de acumulación de la materia muerta.

- En cuarto lugar, la materia orgánica se depositó sobre una roca madre que le serviría de base, y cubierta a lo largo de millones de años por sedimentos que sepultaron dicha acumulación de seres muertos (pero NO descompuestos, recuerda la anoxia). Luego, una roca porosa cubre los sedimentos.

- En quinto lugar, la presión ejercida por los sedimentos y las rocas que aplastan la materia orgánica, junto con la elevada temperatura que soportaban, produjo una serie de procesos químicos que transformaron dicha materia orgánica en carbón (fundamentalmente a partir de plantas), petróleo (fundamentalmente a partir de organismos marinos) y el gas natural (un subproducto de las transformaciones químicas que experimentaba el petróleo), y que está formado principalmente por gas metano (CH4). 

Al tratarse de compuestos orgánicos, el carbono (C) y el hidrógeno (H) forman su base química, y de ahí el nombre de hidrocarburos. Tienes que entender muy bien de dónde procede el enorme poder calorífico de los combustibles fósiles: proviene de toda la energía solar que absorbieron todos estos seres vivos y que se transformó sobre todo por la fotosíntesis de las plantas. Así de tremendo.

Cómo se forma el carbón. Infografía: Ecología Verde

Este proceso se produjo principalmente desde finales del Devónico hasta mediados del Pérmico, esto es, hace entre 400 y 270 millones de años, aunque posteriormente hubo algún otro periodo secundario de formación de estos yacimientos.

En realidad, el nombre "combustible fósil" es erróneo ya que no se formó a partir de material fosilizado (la fosilización recuerda mucho más a la petrificación, lo que sucede en no pocos fósiles). Esto en realidad tiene una explicación puesto que antiguamente la palabra "fósil" significaba simplemente "enterrado", y sólo más recientemente tomó el significado de "restos orgánicos antiguos conservados y preservados de la descomposición", que como casi siempre estaban enterrados, pues se recurrió a la palabra "fósil", cuyo significado acabó fagocitando.

Y también existe una cierta leyenda porque mucha gente piensa que al quemar combustibles fósiles estamos quemando restos de dinosaurios. Nada más lejos de la realidad puesto que el grueso de los yacimientos de hidrocarburos se formó antes de que apareciesen los dinosaurios, y el resto de yacimientos lo hizo cuando los dinosaurios ya habían desaparecido.

Bien. Ya sabes lo que son en realidad los combustibles fósiles y cómo se formaron. Ahora vamos a entender cómo era la vida silvestre en la era en la que se formaron. ¿Cuáles eran los seres vivos que se convertirían en carbón, petróleo y gas natural?

El mundo del Carbonífero.

El del Carbonífero (hace entre 359 y 298 millones de años) era un mundo muy diferente del nuestro. Para empezar, el planeta era como un gigantesco invernadero: la temperatura media era de 20ºC, 5 ºC más que la actual (y creciente...) que es de 15ºC. Al haber más calor y humedad, el mundo estaba cubierto de densas selvas tropicales pobladas por helechos arborescentes, equisetales, licopodiales, lepidodendrales y otros grupos.

Una selva carbonífera. Ilustración: Paleoguy

El ambiente era pantanoso y sofocante, y fue precisamente éste el caldo de cultivo para la gran acumulación de materia vegetal muerta que se conservaría en condiciones de anoxia en dichos pantanos, base como has visto de los futuros combustibles fósiles.

¿Cómo era la vida animal en este mundo cálido, húmedo y pegajoso? Había dos grandes grupos de animales en cuanto a importancias.

Por un lado, estaban los artrópodos gigantes. No en balde el Carbonífero es también llamado la "Era de los Bichos".  Además de su variedad y abundancia, muchos artrópodos (tanto insectos, como arácnidos como miriápodos) alcanzaron los mayores tamaños de todos los tiempos gracias a que la concentración de oxígeno atmosférico durante el periodo era mucho mayor que la actual: 35% entonces contra un 21% ahora. Lo que sucede es que en tales concentraciones, el oxígeno puede resultar tóxico para animales demasiado pequeños por lo que la selección natural favoreció el gigantismo entre los artrópodos para que la concentración relativa de este gas en su organismo fuera menor.

Tamaño de algunos artrópodos gigantes del Carbonífero en comparación con el ser humano

Así, aparecen las libélulas gigantes como Meganeura, con sus 70 cm de envergadura, pero también el escorpión gigante Pulmonoscorpius, con 70 cm de longitud, el increíble Arthropleura, un miriápodo milípedo (vamos, un milpiés) considerado hoy como el mayor invertebrado terrestre de todos los tiempos con una fantástica longitud de 2,5 m en la especie A. armata. Y otros bichos notables como por ejemplo Mazothairos, que superficialmente recuerda a una libélula pero perteneció al extinto Orden Palaeodictyoptera, y que tenía 56 cm de envergadura alar.

Reconstrucción de Arthropleura

El segundo gran grupo zoológico de la época eran los anfibios laberintodontos. Como puedes imaginarte, en un mundo pantanoso los anfibios, siempre dependientes del agua, estaban en su elemento y en su mejor momento evolutivo. Se trataba de anfibios de gran tamaño (algunos podían llegar a los 6 metros de longitud) y aspecto reptiliano, aunque también los había "tipo lagartija". Te puedo destacar como ejemplos géneros como Pederpes, Crassygirinus, Coloraderpeton, Amphibanus, y un largo etcétera.

Reconstrucción de Pederpes

Todo este mundo desaparecería hacia finales del periodo, en un evento de extinción que se ha dado en llamar "Colapso de las Selvas del Carbonífero". Este evento fue producido por una glaciación que se notó sobre todo en Gondwana, y que provocó una retirada del nivel de los mares que, al inducir una mayor continentalización en las tierras emergidas, cambió el clima de cálido y húmedo a frío y seco, que acabaría evolucionando a árido y continental en el siguiente periodo: el Pérmico.

El mundo del Pérmico

El Pérmico duró desde hace 298 millones de años a hace 251 millones de años. Se trataba de un mundo árido y seco, donde se reemplazó la flora del Carbonífero por otras floras dominadas por las Glossoptéridas (gimnospermas leñosas) en Gondwana, y se diferencian las floras euroamericanas y asiáticas.

Paisaje pérmico con Lystrosaurus. Ilustración: John Sibbick

Claro está, al desaparecer el ambiente húmedo que caracterizó al Carbonífero, los Anfibios se resintieron mucho, aunque durante el Pérmico aún subsistían formas gigantes como Seymouria o Eryops, pero en este periodo Pérmico se produce una verdadera revolución zoológica: explotan los Reptiles, que habían conquistado el huevo amniótico y con ello se habían independizado del agua. Por eso, los reptiles fueron los verdaderos conquistadores del medio terrestre y pudieron prosperar en el cálido y árido periodo Pérmico.

Surgieron dos grandes divisiones: los Saurópsidos, que son lo que conocemos como "verdaderos" reptiles, y los Sinápsidos, que serán los antecesores de los modernos mamíferos. Entre los primeros, puedo destacarte Scutosaurus, Pareiasaurus, Milleretta o Coelurosauravus. Entre los segundos, Dimetrodon, Edaphosaurus, Estemennosuchus, Ulemosaurus o Inostrancevia.

Selección de fauna pérmica de América del Norte. Ilustración: DiBgD

Todos ellos alcanzaron ya grandes tamaños, que prefiguraban los de los Dinosaurios, pero justo al final del periodo se produjo la más masiva y aterradora extinción que la Tierra ha conocido: la Extinción Pérmico/Triásico que se cargó al 95% de los organismos marinos y al 70% de los terrestres. De éstos, la batalla evolutiva entre saurópsidos y sinápsidos la ganaron los primeros, que salieron de la extinción Pérmico/Triásico como los dominadores, y que acabarían desembocando en los Dinosaurios, mientras que los segundos esperaron tiempos mejores dando origen a los primeros mamíferos: pequeños animales del tamaño de musarañas que, sin saberlo, acabarían heredando la Tierra.

MÚSICA RECOMENDADA: Basil Poledouris - Starship Troopers

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