En geología, los querógenos son depósitos de compuestos químicos orgánicos solidificados en el interior de rocas sedimentarias. Cuando estas rocas se someten a temperatura, se pueden transformar en rocas bituminosas o liberar petróleo y gas natural, de hecho, el petróleo y el gas natural tienen su origen en los depósitos de querógeno.
Se estima que el total de querógeno en el planeta puede alcanzar, o incluso superar, las 1016 toneladas, lo que le convertiría en la fuente de materia orgánica más abundante del mundo, superando incluso la materia orgánica contenida en los organismos vivos.
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Composición y características
El querógeno está compuesto por una mezcla de compuestos orgánicos sin una fórmula específica. Su composición química puede variar considerablemente de una muestra a otra según su procedencia.
A pesar de ser químicamente compuestos orgánicos, los querógenos son insolubles en los disolventes orgánicos más habituales debido al alto peso molecular de sus componentes (generalmente superiores a 1000 Da).
La porción soluble del querógeno forma el betún o bitumen, y las rocas que lo contienen son las rocas bituminosas.
Estas rocas, cuando alcanzan cierta profundidad y se ven sometidas a la temperatura adecuada, liberan petróleo (50 – 150 ºC) o gas natural (150 – 200 ºC). Si estas rocas no pasan por estas condiciones de temperatura forman depósitos de rocas bituminosas.
Formación
El querógeno se forma por degradación de materia orgánica procedente de organismos vivos, con alta contribución de plantas y microorganismos como diatomeas, plancton, esporas y pólenes.
La primera relación entre los querógenos y los seres vivos se observó al comparar la estructura de las porfirinas, que se encuentran en los querógenos y el petróleo, con la clorofila que se encuentra en la materia vegetal y microorganismos fotosintéticos.
Durante la degradación de la materia orgánica de los organismos vivos, grandes biopolímeros procedentes de proteínas e hidratos de carbono se van descomponiendo en mayor o menor grado y forman sustancias orgánicas que volverán a condensar y polimerizar bajo las condiciones de formación de la roca sedimentaria.
A medida que se van acumulando sedimentos, las capas de abajo se van enterrando y se ven sometidas cada vez a mayor temperatura y presión.
La polimerización en estas condiciones genera moléculas de alto peso molecular y composición química muy diversa. Entre las unidades de polimerización más pequeñas encontramos el ácido fúlvico, en el tamaño medio destaca el ácido húmico y en el tamaño más alto las huminas.
La presión, la temperatura y el tiempo geológico van produciendo cambios sobre estos precursores hasta que se forman los querógenos. Entre los cambios que se producen destacan la pérdida de hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y azufre, junto a la isomerización y la aromatización.
En la corteza terrestre, los querógenos se pueden desprender de las rocas que los contienen y formar depósitos de petróleo crudo (moléculas de alto peso molecular) o de gas natural (moléculas de bajo peso molecular), o mantenerse en la roca madre y formar las rocas bituminosas.
En diversos meteoritos extraterrestres se han encontrado depósitos orgánicos similares al querógeno. Se cree que estos querógenos se han formado en planetas rocosos y también se han encontrado en muestras tomadas en varios cráteres de Marte, por ejemplo en el Cráter Gale. También se han detectado querógenos en nubes y polvo interestelar.
Tipos de querógeno
Una de clasificaciones más habituales consta de cuatro tipos según su composición y origen:
- Tipo I o querógeno sapropélico: los esquistos bituminosos con querógenos tipo I producen una mayor cantidad de compuestos volátiles y compuestos extraíbles por pirólisis que el resto de tipos de querógenos. Procede principalmente de proteínas y lípidos orgánicos. Contiene alginita junto a materia orgánica amorfa procedente de cianobacterias, algas de agua dulce y resinas vegetales.
- Tipo II o querógeno planctónico y/o sulfuroso: el querógeno planctónico procede de materiales orgánicos del plancton marino y contiene azufre en cantidades considerables, generalmente en mayor proporción que el resto de querógenos. Produce menos petróleo crudo que el tipo I, pero suficiente para que las rocas con querógenos tipo II se sigan considerando como fuente potencial de petróleo.
- Tipo III o querógeno húmico: procede de materia vegetal terrestre con bajo contenido en lípidos o material ceroso, y se forma principalmente a partir de celulosa, lignina, terpenos y compuestos fenólicos. Son los menos productivos de petróleo y gas.
- Tipo IV o querógeno residual: contiene materia orgánica en descomposición con alta proporción de hidrocarburos aromáticos policíclicos. No se consideran reserva de petróleo ni de gas natural pues no producen cantidades relevantes de estos productos.