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Metano: un gas vital

El metano, un gas de gran importancia en la biosfera actual, encierra claves cruciales sobre la vida del pasado, la del futuro y la del exterior de nuestro planeta.

El metano es el más simple de los hidrocarburos: está compuesto por un átomo de carbono al que se unen 4 átomos de hidrógeno. Es el principal producto de desecho del metabolismo de muchos microorganismos que viven en ambientes sin oxígeno. Hoy se piensa que este gas permitió que la Tierra fuera un lugar habitable durante aproximadamente los primeros dos mil millones de años de la historia de la vida.

En esa época no había apenas oxígeno en la atmósfera y los organismos productores de metano (metanógenos) prosperaban a sus anchas. El sol brillaba con una intensidad menor (en el momento de su formación, hace unos 4.600 millones de años, tenía un 70% de su luminosidad actual). La superficie de la Tierra, tras unos cientos de millones de años después de su formación, debería haber sido un lugar más frío que hoy. Pero el metano tiene capacidad de crear un efecto invernadero entre 20 y 30 veces superior a la del CO2, y pudo haber alcanzado en la atmósfera concentraciones 600 veces superiores a las actuales.

La producción de metano por los metanógenos habría evitado que la Tierra sufriera una prolongada etapa glacial (aunque también el CO2 era más abundante en esa época), al obstaculizar que la radiación solar reemitida por la Tierra escapara al espacio. De hecho, la Tierra seguramente fue más caliente que ahora, aunque eso no importaba mucho a los metanógenos, muchos de los cuales toleran aún hoy altas temperaturas. Cuanto más aumentaba la temperatura, más metano se generaba, lo que calentaba más la atmósfera. Sin embargo, fue el propio metano el que impidió que ese círculo de realimentación condujera al planeta a temperaturas infernales. El metano tiende a formar cadenas de hidrocarburos, que se habrían condensado en la alta atmósfera y habrían detenido el paso a la radiación solar. Al recibir menos calor, los metanógenos producían menos metano y el ciclo comenzaba de nuevo.

El metano perdió el papel de principal regulador del clima terrestre hace unos 2.300 millones de años. Para entonces, las cianobacterias habían desprendido suficiente oxígeno resultante de su fotosíntesis para inhibir el crecimiento de la mayoría de los metanógenos, que quedaron relegados a los hábitats anóxicos que ocupan hoy. El CO2 pasó a ser el principal gas de efecto invernadero. La Tierra atravesó entonces la que podría haber sido su primera gran etapa glacial.

La gran capacidad de generar efecto invernadero del metano hace que pueda jugar un papel importante en el cambio climático que está atravesando el planeta. El metano es un componente esencial de la biosfera. Los microorganismos que generan metano abundan en el tubo digestivo de los rumiantes, las termitas y otros animales (donde permiten el aprovechamiento de la celulosa de las plantas), en los fangos sin oxígeno de los humedales y en los océanos. También se produce metano en los incendios y en los afloramientos de hidrocarburos de los fondos marinos.

Las actividades humanas han provocado desde la revolución industrial un aumento en la producción de metano desde unos 233 millones de toneladas al año hasta los actuales 600 millones de toneladas por año. La importancia relativa de las fuentes de emisión de metano también ha variado enormemente, alterando el equilibrio de la biosfera. Antes, los humedales eran con diferencia los que más proporción de metano producían (más de la mitad), pero ahora sólo producen algo más de un cuarto, aunque sus emisiones absolutas han aumentado (por ejemplo, debido a la extensión de los cultivos de arroz). Las necesidades humanas de carne y leche han hecho que la cabaña de rumiantes haya crecido espectacularmente (a ella hay que achacar casi un cuarto de las emisiones de metano). Aunque los aumentos más peligrosos se deben a la producción de energía, los vertederos de basura, el tratamiento de los desechos y la quema de biomasa. Otra amenaza proviene del permafrost o suelo helado ártico: cuando aumenten las temperaturas por el cambio climático, se generarán extensos humedales que emitirán más metano a la atmósfera, acelerando el cambio. Recientemente, se ha descubierto que incluso las plantas desprenden metano (aunque en cantidades pequeñas, que no llegan a alterar su papel benéfico como fijadoras de CO2).

En los últimos años, sin embargo, el metano nos ha mostrado una faceta más halagüeña. Podría ser la molécula que nos revelara por primera vez la presencia de vida en otro planeta. Existen muchos procesos que destruyen el metano con gran facilidad (reacciones fotoquímicas y electroquímicas, oxidación, etc.), de modo que la detección de cantidades apreciables de metano en la atmósfera de un planeta indicaría la existencia de un fenómeno que está reponiendo constantemente el metano que se pierde. Ese fenómeno podría ser la vida.

En el sistema solar se sabe de dos cuerpos en que hay metano. Uno es Titán, satélite de Saturno, donde abunda en la atmósfera y en la superficie y donde cumple un papel geofísico semejante al del agua en la Tierra, produciendo nubes, descargando en forma de lluvia y formando ríos y lagos. El metano podría llegar allí procedente de los volcanes que emergen de su capa rocosa, tras atravesar un posible océano de agua líquida encerrado entre dos capas de hielo. También podría provenir de antiguos depósitos encerrados en el hielo, que lo van liberando lentamente. Pero otra posibilidad es que lo produzcan, aunque sea sólo en pequeña proporción, microorganismos superficiales que transformen el acetileno en metano.

El otro cuerpo que contiene metano es, sorprendentemente, el planeta Marte. Es un caso muy enigmático. Las cantidades detectadas en su atmósfera son muy pequeñas, pero muy significativas, ya que en Marte son muy intensos los procesos que destruyen el metano. Además, se han detectado variaciones en la concentración de metano en diferentes lugares, lo que sugiere fenómenos puntuales de reposición del metano. Éste podría provenir de acuíferos subterráneos. Podría tener un origen inorgánico: las chimeneas hidrotermales podrían producir metano a partir de rocas ricas en olivino, a través de una reacción en varias etapas en la que intervendrían el agua y el monóxido de carbono. Pero también podría provenir de microorganismos que combinaran el agua con moléculas que tienen carbono. Quizá en Marte y Titán estemos observando los primeros ciclos biogeoquímicos (y por tanto los primeros ecosistemas) conocidos fuera de la Tierra.