Un agujero que no debería existir
A mediados de julio de 2014, las tripulaciones de unos helicópteros que sobrevolaban el centro de la península de Yamal, en el norte de Rusia, avistaron un cilindro casi perfecto perforado en la tundra llana, a unos 30 kilómetros al sureste del yacimiento de gas de Bovanenkovo. Meses antes, unos pastores de renos habían informado de una columna de humo y un destello en esa misma zona. Cuando un equipo dirigido por Andrei Plekhanov, del Centro de Investigación Científica del Ártico de Salejard, llegó al lugar, encontró un pozo de unos 20 metros de diámetro, rodeado por un terraplén bajo de bloques helados que habían salido despedidos más allá del borde. En la mitad inferior, las paredes eran verticales, como si las hubiera perforado una máquina. La profundidad máxima, medida el 16 de julio de 2014, era de 52 metros: más de lo que mide de alto un edificio de 15 plantas.
El cráter se encuentra en N69,970965 E68,369575. En la literatura científica ha recibido varios nombres: cráter de Yamal, B1, C1 y GEC-1. En su interior, los instrumentos registraron concentraciones de metano de entre el 9,6 y el 9,8 % del aire dentro del propio cráter, frente a un fondo atmosférico normal de alrededor del 0,0002 %. Los primeros visitantes barajaron explicaciones que iban desde el impacto de un meteorito hasta un misil perdido o el colapso de una instalación de gas enterrada. Un portavoz de la delegación regional del Ministerio de Situaciones de Emergencia descartó lo del meteorito en cuestión de días.
Más de una década después, las líneas generales están claras. El cráter de Yamal pertenece a una clase de estructuras que hoy se denominan cráteres de emisión de gas, o GEC por sus siglas en inglés, y que se forman cuando el gas atrapado bajo el permafrost o dentro de él acumula presión suficiente para reventar el propio techo de suelo helado que lo encierra. Lo que sigue sin resolverse, y es objeto de una intensa controversia, es la fontanería exacta del sistema: de dónde procede el gas, qué genera la presión y por qué estos agujeros aparecen en las penínsulas de Yamal y Gydan y en ningún otro lugar del Ártico circumpolar. Tres equipos de investigación han publicado respuestas enfrentadas, y ninguno ha conseguido cerrar el caso.
No es la misma herida que Batagay
Siberia alberga más de un tipo de estructura espectacular en el permafrost, y los cráteres de gas se confunden con facilidad con otra de ellas. El megadeslizamiento de Batagay, en Yakutia, es una cicatriz de deshielo que se ensancha poco a poco a medida que el suelo rico en hielo se funde y se desploma hacia atrás, y que a lo largo de años y décadas ha crecido hasta convertirse en un anfiteatro de un kilómetro de longitud. Los cráteres de emisión de gas funcionan con otro reloj y mediante otra fuerza. Se abren en cuestión de segundos o días, impulsados por la presión del gas y no por un lento deshielo superficial, y dejan un conducto cilíndrico de paredes abruptas, no un escarpe de cabecera en retroceso. Un megadeslizamiento erosiona. Un cráter de gas detona.
Esa distinción importa por lo que cada estructura puede contarnos. El deslizamiento registra la velocidad del deshielo. El cráter registra un reservorio enterrado de gas a presión y la resistencia de la tapa helada que lo contenía.
Anatomía de un cráter de emisión de gas
Los cráteres comparten un ciclo de vida reconocible que las imágenes de satélite han captado en varios lugares. Antes de la explosión, en la superficie crece un montículo, un abombamiento de hasta unos 6 metros de altura y de 20 a 55 metros de anchura. En el cráter de Yamal, las imágenes de alta resolución de 2012 y 2013 muestran un montículo de unos 8 metros de altura justo donde más tarde se abrió el agujero. Estos montículos se parecen a los pingos, las colinas con núcleo de hielo tan comunes en los paisajes árticos, pero los montículos precursores de los GEC se levantan por la acción de fluidos y gas a presión, y no solo por el crecimiento de un núcleo de hielo.
Entonces el terreno cede. La tapa se fractura, el gas y los detritos salen despedidos hacia fuera a gran velocidad y los bloques de suelo helado y de hielo subterráneo vuelan lejos. En el cráter de Yamal se encontraron fragmentos expulsados dispersos hasta unos 120 metros de distancia, y el parapeto de material proyectado en torno al borde alcanzaba hasta 3,2 metros de altura. Un trabajo geoquímico de Sergey Vorobyev y sus colegas de la Universidad Estatal de Moscú Lomonósov, junto con Evgeny Chuvilin, del Instituto de Ciencia y Tecnología de Skolkovo, estimó que el antiguo talik, el cuerpo de suelo helado que alimentaba el sistema, rondaba los 220.000 metros cúbicos.
El agujero no sigue siendo un agujero. El agua de deshielo, la lluvia y los sedimentos que se desmoronan lo rellenan rápidamente. Yury Dvornikov y sus colegas siguieron la evolución de dos cráteres, GEC-1 y AntGEC, este último cerca de Antipayuta, un asentamiento de Gydan: en tres años pasaron de unas profundidades iniciales de 50 a 70 metros y de 15 a 19 metros, respectivamente, a lagos de apenas 3 a 5 metros de profundidad. En pocas temporadas, un cráter reciente se convierte en una charca redonda y turbia, difícil de distinguir de los lagos termokársticos corrientes que salpican la tundra. Ese rápido camuflaje está en el centro de una de las preguntas abiertas: cuántas de estas estructuras existen.
Por qué solo aquí
Los cráteres se concentran en una de las regiones más ricas en gas de la Tierra. Las penínsulas de Yamal y Gydan se asientan sobre la provincia de hidrocarburos de Siberia Occidental, que la Circum-Arctic Resource Appraisal del Servicio Geológico de Estados Unidos describe como «la mayor cuenca petrolífera del mundo», con «una extensión de unos 2,2 millones de kilómetros cuadrados». Las reservas de gas evaluadas en la península de Yamal y sus zonas marinas adyacentes suman unos 26,5 billones de metros cúbicos. Solo el yacimiento de Bovanenkovo alimenta gasoductos troncales con una capacidad de diseño conjunta de 115.000 millones de metros cúbicos de gas al año con destino a los mercados europeos.
Aquí el permafrost es continuo y potente, con hasta 500 metros de espesor en algunos puntos, y actúa como un sello sobre el gas que hay debajo. La misma región presenta además una notable anomalía térmica en el subsuelo y una red de fallas capaces de canalizar fluidos y calor hacia arriba. El cráter de Yamal se formó en un permafrost rico en hielo, con temperaturas medias anuales del suelo de −1 a −5 grados Celsius y un contenido total de hielo del 30 al 65 % en volumen.
Esta combinación es lo que hace que la ubicación resulte desconcertante en lugar de obvia. Los criopegs, el hielo subterráneo y los hidratos de metano son comunes en todo el permafrost ártico y, sin embargo, los cráteres explosivos se limitan a estas dos penínsulas. Cualquier modelo que aspire a funcionar tiene que explicar no solo la explosión, sino también la geografía.
Tres equipos, tres mecanismos
El desacuerdo sigue vivo y sin resolver. Los modelos en liza no discrepan sobre si es la presión del gas la que provoca la explosión: eso lo aceptan todos. Discrepan sobre qué llena el reservorio y genera la presión, y sobre a qué profundidad se encuentra la respuesta.
El modelo criovolcánico: presión por congelación
En 2018, Sergey Buldovicz y un equipo de la Universidad Estatal de Moscú Lomonósov publicaron en Scientific Reports el primer mecanismo detallado, en el que presentaban el cráter de Yamal como un caso de criovulcanismo, un proceso que hasta entonces se había discutido sobre todo para lunas heladas como Tritón y Encélado. Según su interpretación, el cráter se formó donde un lago termokárstico se redujo hasta secarse, lo que dejó el terreno subyacente expuesto a una nueva congelación. A medida que la bolsa no congelada que había bajo el antiguo lago, un talik, se congelaba desde todos los lados hacia dentro, el gas y el dióxido de carbono disuelto quedaban comprimidos en un volumen cada vez menor de terreno húmedo. La presión aumentó hasta superar la resistencia de la tapa helada que lo cubría, y el pingo que había crecido sobre el talik reventó. La forma cilíndrica del cráter, argumentaban, reproducía la forma cilíndrica del núcleo residual no congelado.
La geoquímica respaldaba un origen somero y local del gas. La firma isotópica del carbono del metano cerca del cráter rondaba el −76 por mil, típica del gas biogénico producido por microbios en el suelo, y no del gas termogénico profundo de los yacimientos de hidrocarburos. Un estudio geoquímico de 2019 de Vorobyev y sus colegas lo reforzó al identificar el permafrost del lugar como los restos de un paleotalik sublacustre del que se habían expulsado gas y agua mineralizada.
El modelo osmótico: presión desde una lente salina
En 2024, un equipo con base en la Universidad de Cambridge propuso otro motor. Ana Morgado, ingeniera química, junto con Luis Rocha, Julyan Cartwright y Silvana Cardoso, publicó en Geophysical Research Letters un modelo construido en torno al criopeg, una lente de agua salada no congelada atrapada dentro del permafrost. En la península de Yamal, estos criopegs se sitúan por debajo de unos 50 metros de profundidad, justo encima de una capa de hidrato de metano metaestable. Son salmueras de cloruro de sodio con entre 7 y 150 gramos por litro, que suelen tener de 0,5 a 12 metros de espesor y se extienden hasta 300 metros de un lado a otro.
La sal es el motor. A medida que la capa activa superficial se deshiela a mayor profundidad con el calentamiento del clima, el agua de deshielo migra hacia abajo a lo largo de los límites de grano, atraída por el gradiente osmótico entre el agua dulce de la superficie y la salmuera del criopeg. El criopeg no puede alojar el agua añadida, así que la presión aumenta. Con el tiempo, el suelo suprayacente se agrieta, las grietas se propagan hasta la superficie y la presión en profundidad cae de golpe. Esa caída desestabiliza el hidrato de metano subyacente, que se disocia y libera gas en una explosión física. El equipo de Morgado calcula que la acumulación de presión puede tardar décadas, una escala temporal que encaja con el inicio del fuerte calentamiento del Ártico desde la década de 1980. Morgado ha descrito el entorno necesario como «muy, muy específico, muy preciso».
No todo el mundo está convencido. Chuvilin calificó la hipótesis de novedosa, pero puso en duda que el agua de deshielo pueda siquiera llegar al criopeg, ya que este se encuentra lejos de la superficie y la permeabilidad del terreno helado es muy baja. Otro comentario publicado sostuvo que el modelo debe tener en cuenta cómo la salinidad rebaja el punto de congelación, así como la cinética de la expansión del criopeg y de la disociación de los hidratos.
El modelo de fallas profundas: presión y calor desde abajo
La propuesta más reciente llegó en 2025, cuando Helge Hellevang, geocientífico ambiental de la Universidad de Oslo, junto con Mats Ippach, Sebastian Westermann y Mohammad Nooraiepour, publicó un trabajo en Science of the Total Environment. Su modelo sitúa la fuente a mayor profundidad. Según sostienen, fallas conductoras aisladas hacen ascender gas natural y calor desde la provincia de hidrocarburos de Siberia Occidental hasta la base del permafrost, donde el calor deforma y funde desde abajo la base helada y el gas se acumula en trampas dómicas. Al mismo tiempo, el calentamiento climático adelgaza el permafrost desde arriba. Allí donde el sello se vuelve lo bastante delgado, el gas atrapado lo hace saltar por los aires.
La tesis central de Hellevang es que el permafrost por sí solo no contiene metano suficiente para provocar explosiones del tamaño observado, de modo que el gas tiene que proceder de las reservas profundas. El modelo está pensado para responder directamente a la pregunta geográfica. Hellevang declaró a New Scientist que el cambio climático «probablemente es el factor desencadenante, pero ocurre allí porque el permafrost se adelgaza a causa del gas». Su equipo concluye que el factor clave es el calor y el gas profundos que se concentran bajo el permafrost, y que el calentamiento atmosférico actúa solo como un desencadenante indirecto. El trabajo se difundió primero como preprint en EarthArXiv y sus autores lo presentan como un modelo conceptual a la espera de trabajo de campo y simulaciones.
Lo que permite la física
Hay un resultado cuantitativo que atraviesa todo el debate. Lauren Schurmeier, geofísica de la Universidad de Hawái en Mānoa, junto con Gwendolyn Brouwer y Sarah Fagents, comprobó en 2024 si la presión del gas por sí sola podía lanzar los bloques del cráter de Yamal tan lejos como cayeron. Al modelizar la explosión por etapas, el equipo halló que la presión de gas necesaria para lanzar los bloques observados, de 0,6 a 2,6 megapascales, quedaba dentro del «intervalo de la suma de la resistencia a la tracción del hielo/permafrost y la presión litostática (0,22–2,87 MPa)». Su conclusión fue tajante: «el mecanismo de formación de este GEC no requiere la presión derivada de la congelación del hielo en el subsuelo para agrietar y hacer estallar el permafrost suprayacente: la presión del gas por sí sola puede producir estos GEC».
Esa cifra concuerda con las estimaciones de campo. Vasily Bogoyavlensky, del Instituto de Investigación del Petróleo y el Gas de la Academia de Ciencias de Rusia, que ha estudiado varios cráteres, ha afirmado que las explosiones se producen cuando la presión en el terreno alcanza unas 12 atmósferas, equivalentes a aproximadamente 1,2 megapascales, cerca de la mitad del intervalo modelizado por Schurmeier.
El resultado de Schurmeier acota el terreno sin proclamar un ganador. Demuestra que la presión generada por la congelación, central en el modelo criovolcánico, no es estrictamente necesaria para la explosión. Lo que no resuelve por sí solo es si el gas es somero y biogénico o profundo y termogénico, que es el núcleo del desacuerdo que persiste.
El cráter de Erkuta y los argumentos a favor de «ambos»
Un segundo cráter bien estudiado complica cualquier división nítida entre gas somero y gas profundo. En junio de 2017, unos biólogos que seguían nidos de halcones en el valle del río Erkuta–Yakha, en el sur de Yamal, encontraron un cráter reciente en lo que dos años antes había sido una llanura aluvial plana. El mismo equipo había visto en julio de 2016, un año antes de que se abriera el agujero, cómo el terreno se abombaba y se agrietaba en ese lugar. El equipo de Chuvilin, de Skoltech, llegó hasta él en diciembre de 2017, durante su primer año de existencia y antes de que se llenara de agua. El cráter era cilíndrico, de 10 a 12 metros de diámetro, y se había formado en el invierno de 2016–2017.
La química apuntaba en dos direcciones a la vez. El valor isotópico del carbono del metano contenido en el hielo subterráneo, de unos −72 por mil, era característico del gas biogénico; sin embargo, la proporción entre el metano y sus parientes más pesados, el etano y el propano, indicaba un componente que había migrado desde una fuente más profunda y termogénica. El modelo de formación del equipo combinaba la historia somera y la profunda: un lago en herradura que evoluciona hasta convertirse en un talik cerrado en proceso de congelación en superficie, alimentado por la migración de gas profundo desde abajo. El cráter de Erkuta sugiere que los mecanismos quizá no sean mutuamente excluyentes y que distintos cráteres pueden situarse en distintos puntos de un espectro que va de una fuente somera a una profunda.
Cuántos hay
El recuento es incierto y las cifras publicadas no coinciden. Scott Zolkos y sus colegas, en un estudio de 2021, rastrearon 327.000 kilómetros cuadrados de la región de Yamal-Gydan con un algoritmo semiautomático de detección de cambios. Según informaron, el «algoritmo detectó los siete GEC descritos en la literatura científica y tres nuevas estructuras similares a GEC, y reveló además que los deslizamientos retrogresivos por deshielo eran más abundantes que los GEC». En otras palabras, hasta ese momento solo siete habían aparecido en la literatura revisada por pares.
Los investigadores rusos que trabajan sobre el terreno han citado recuentos más altos. Unas informaciones regionales de 2020 describieron un agujero recién descubierto como el 17.º cráter conocido desde 2014, y los investigadores de Skoltech han hablado de unos 20 cráteres conocidos y estudiados. El cráter de 2020 catalogado como C17, encontrado el 16 de julio de 2020 cerca de un grupo de cráteres anteriores, medía unos 25 metros de diámetro y entre 30 y 34 metros de profundidad, y Bogoyavlensky lo relacionó con una falla profunda y un flujo de calor terrestre anómalo.
La diferencia entre los siete de la literatura y los 17 a 20 citados sobre el terreno refleja la rapidez con la que desaparecen los cráteres. Como un cráter se convierte en lago en pocos años, es probable que un número desconocido de ellos se haya formado, rellenado y catalogado como simples lagos termokársticos. El equipo de Hellevang planteó la posibilidad de que los GEC sean más comunes de lo que se reconoce y se escondan entre los innumerables lagos de la región. Probablemente quedan más por descubrir, y probablemente otros ya serán indetectables cuando alguien se ponga a buscarlos.
Lo que está en juego para el clima
Los cráteres son un peligro a dos escalas. A escala local, una explosión que lanza bloques helados a más de 100 metros amenaza los yacimientos de gas, los gasoductos y los asentamientos concentrados en la región. El cráter de Seyakha, de junio de 2017, se formó en el cauce de un río con autoignición y una explosión que proyectó detritos a cientos de metros, y el cráter de Yamal de 2014 se abrió a pocos kilómetros de grandes infraestructuras.
A escala global, la cuestión es el metano. Como resume el Jet Propulsion Laboratory de la NASA a partir del trabajo de Miner y sus colegas, «solo el permafrost ártico contiene unos 1,7 billones de toneladas métricas de carbono», aproximadamente 51 veces el carbono emitido en todo el mundo por los combustibles fósiles en 2019, y el metano es un gas de efecto invernadero mucho más potente que el dióxido de carbono durante las décadas posteriores a su liberación. Si el modelo de fallas profundas es correcto, los cráteres podrían estar dando salida a reservas de gas que los balances habituales de carbono del permafrost no contabilizan, lo que sumaría una fuente no contabilizada a las emisiones del propio suelo en deshielo. Hellevang ha advertido contra la tentación de exagerar el efecto: se han observado pocas erupciones y la cantidad total de metano que escapa por ellas aún no está bien acotada. El equipo de Morgado señaló que el fenómeno puede ser poco frecuente y aun así importante, porque cada episodio puede liberar un gran pulso de metano.
Por tanto, el debate sobre el mecanismo no es académico. Una fuente somera y biogénica implica un balance de metano. Una fuente profunda y termogénica, canalizada a través de fallas, implica otro mayor y menos predecible. La magnitud de la retroalimentación climática depende de qué modelo, o qué combinación de modelos, acabe describiendo lo que ocurre en el subsuelo. La misma lógica del gas y el calor que llegan desde abajo modela otros paisajes extremos, como la depresión de Danakil, donde la fuente es magmática y no helada.
Lo que sigue sin saberse
Ningún equipo ha visto formarse un cráter gigante de emisión de gas. Los montículos precursores crecen durante uno o varios años y las explosiones se producen sin testigos; se reconstruyen a posteriori a partir de imágenes de satélite y del testimonio de pastores que oyeron un ruido o vieron humo. La geometría de la cavidad interior, el espesor exacto de la tapa en el momento de la rotura y el volumen de gas liberado siguen siendo valores modelizados, no medidos. La pregunta de fondo, por qué estas penínsulas y ningún otro tramo del permafrost ártico, es precisamente la que el modelo más reciente se diseñó para responder y la que el trabajo de campo aún no ha confirmado.
El propio cráter de Yamal es hoy un lago: su pozo de 52 metros quedó anegado y perdió profundidad pocos años después del día en que la tripulación de un helicóptero se asomó por primera vez a su interior. En algún lugar de esa misma tundra, según la lógica de todos los modelos sobre la mesa, el suelo ya se está abombando sobre el siguiente.
Preguntas frecuentes
¿Qué provoca los cráteres explosivos de Siberia?
El gas, sobre todo metano, se acumula bajo el permafrost o dentro de él hasta que la presión supera la resistencia de la tapa helada, que entonces revienta, lanza bloques helados por la tundra y deja un agujero cilíndrico de paredes abruptas. Los investigadores coinciden en que la presión del gas provoca la explosión, pero discrepan sobre el origen del gas: presión generada por la congelación, ósmosis hacia un criopeg salino, o gas y calor profundos que ascienden a lo largo de fallas.
¿Qué profundidad tiene el cráter de Yamal?
El primer cráter de Yamal, denominado B1, C1 o GEC-1, medía unos 20 metros de diámetro y su profundidad máxima, medida el 16 de julio de 2014, era de 52 metros, más que la altura de un edificio de 15 plantas. Se encuentra en N69,970965 E68,369575, a unos 30 kilómetros al sureste del yacimiento de gas de Bovanenkovo. En pocos años se llenó de agua y perdió profundidad hasta convertirse en un lago, como ocurre sistemáticamente con estos cráteres.
¿Cuándo se descubrió el primer cráter de emisión de gas de Siberia?
Las tripulaciones de unos helicópteros avistaron el cráter de Yamal a mediados de julio de 2014, y un equipo dirigido por Andrei Plekhanov llegó hasta él ese mismo mes. Las imágenes de satélite mostraron después que el montículo precursor se alzaba allí en 2012 y 2013, y que la explosión se produjo probablemente en 2013. Unos pastores de renos habían informado de un destello y de humo en la región circundante el otoño anterior.
¿Los cráteres se deben al cambio climático?
El calentamiento se considera en general un desencadenante, no toda la historia. Las temperaturas del aire más altas deshielan y debilitan la tapa de permafrost, lo que ayuda a que el gas se abra paso. Pero todos los modelos requieren también la geología particular de la región, con un subsuelo rico en gas, un permafrost continuo y potente, y criopegs o fallas profundas; por eso los cráteres aparecen en las penínsulas de Yamal y Gydan y no en el resto del Ártico.
¿Cuántos cráteres de emisión de gas hay en Siberia?
El recuento es incierto. Un estudio por satélite de 2021, de Zolkos y sus colegas, encontró solo siete GEC descritos en la literatura revisada por pares, además de tres estructuras similares a GEC. Los investigadores rusos que trabajan sobre el terreno han citado entre 17 y 20 cráteres conocidos. Como cada cráter se llena de agua y en pocos años parece un lago termokárstico corriente, probablemente muchos se han formado sin que nadie los contabilizara.
¿Es el cráter de Yamal lo mismo que el megadeslizamiento de Batagay?
No. El megadeslizamiento de Batagay es un deslizamiento retrogresivo por deshielo que se ensancha poco a poco a lo largo de años y décadas a medida que el suelo rico en hielo se funde y se desliza hacia atrás. Un cráter de emisión de gas se abre en cuestión de segundos o días por la presión del gas y deja un conducto cilíndrico de paredes abruptas en lugar de un escarpe de cabecera en retroceso. El deslizamiento es un colapso lento; el cráter, una explosión.
¿Podrían los cráteres liberar cantidades peligrosas de metano?
A escala local, las explosiones amenazan las infraestructuras gasísticas y los asentamientos al lanzar bloques helados a más de 100 metros. A escala global, el permafrost ártico contiene unos 1,7 billones de toneladas métricas de carbono, y si los cráteres dan salida a reservas de gas profundas, podrían añadir metano que los balances habituales pasan por alto. Los investigadores advierten de que se han observado pocas erupciones y de que la cantidad total de metano liberado aún no está bien acotada.
