Natural vs. anthropogenic sources of hydrocarbons as revealed through biomarker analysis: A case study in the southern Gulf of Mexico

• Autores: Barbara M. Scholz-Böttcher, Stefanie Ahlf, Felipe Vázquez Gutiérrez, Jürgen Rullkötter
• Localización: Boletín de la Sociedad Geológica Mexicana, ISSN-e 1405-3322, Tomo 61, Nº. 1, 2009, págs. 47-56
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Fuentes de hidrocarburos naturales vs. antropogénicas reveladas a través de análisis de biomarcadores: el caso del sur del Golfo de México
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• Resumen
  • español

    Los biomarcadores son compuestos orgánicos que están presentes en muestras geológicas y tienen una relación inequívoca con precursores moleculares específicos de organismos vivos. Proporcionan información acerca del origen y el ambiente deposicional de la materia orgánica fósil así como de la maduración térmica causada por el flujo de calor geotérmico durante su soterramiento. El petróleo y sus productos de refinado, cuando se incorporan al medio ambiente por procesos de polución antropogénica, transfieren a éste la información acumulada en sus biomarcadores. Los suelos o los sedimentos acuáticos superficiales en áreas contaminadas usualmente contienen mezclas binarias de hidrocarburos fósiles y biogénicos, como son los ésteres céricos de plantas superiores, junto con hidrocarburos (a menudo olefínicos) provenientes de las transformaciones diagenéticas tempranas de moléculas funcionarizadas. En este contexto, durante un estudio de vigilancia ambiental por posible contaminación petrolígena debida a la actividad industrial, se observó un tercer grupo de hidrocarburos en los sedimentos superficiales recogidos en la costa continental de la Sonda de Campeche, al sur del Golfo de México. El análisis por GC-MS de estos biomarcadores separados en fracciones de hidrocarburos no aromáticos de extractos de sedimentos mostró la presencia de mezclas de hidrocarburos que se solapaban, indicando fuentes múltiples. Las muestras recogidas cerca de filtraciones asfálticas naturales conocidas tenían distribuciones de biomarcadores que eran virtualmente idénticas a las de petróleos de referencia. Otros sedimentos contenían hidrocarburos fósiles maduros y biomarcadores típicos que no son característicos de combustibles fósiles ni de materia orgánica inmadura en sedimentos marinos superficiales. Se concluyó que dichos hidrocarburos provenían de perforaciones realizadas en depósitos del Cretácico al Terciario durante las que se descargaron los residuos sedimentarios al fondo marino somero.

  • English

    Biological markers are organic compounds in geological samples with an unambiguous link to specific precursor molecules in living organisms. They provide information on the origin and depositional environment of fossil organic matter as well as about its thermal maturation caused by geothermal heat flow during burial. Petroleum and its refinery products carry this biomarker information into the environment when they are released during anthropogenically-induced pollution. Soils or aquatic surface sediments in contaminated areas usually contain binary mixtures of fossil hydrocarbons and recent biogenic hydrocarbons like higher-plant wax esters, together with (often olefinic) hydrocarbons from earliest diagenetic transformation of functionalized biomolecules. Surface sediments collected in the shelf area of the Campeche Sound, Gulf of Mexico, sampled in the course of environmental monitoring for possible petroleum pollution due to industrial activity, however, revealed a third group of hydrocarbons. GC-MS analysis of biomarkers in the nonaromatic hydrocarbon fractions of the sediment extracts yielded overlapping hydrocarbon assemblages indicating multiple sources. Samples taken close to known asphalt seeps exhibit biomarker patterns virtually identical to those of reference crude oils. Other sediments contain mature fossil hydrocarbons and biomarkers that are not typical of either fossil fuels or immature organic matter in marine surface sediments. Instead, they come from drill cuttings recovered during penetration of Tertiary to Cretaceous deposits that were littered on the shallow sea bottom.