Hidrógeno y metano proveen de energía a la Ciudad Perdida

Hidrógeno y metano proveen de energía a la Ciudad Perdida

Por :Covadonga Escandón Martínez

Una chimenea con múltiples peñascos y de tres pisos de altura tiene un gran reborde en su base donde pueden verse surgir los fluidos del respiradero.

Vea este vídeo: Una chimenea con múltiples peñascos y de tres pisos de altura tiene un gran reborde en su base donde pueden verse surgir los fluidos del respiradero. Los minerales en los fluidos se precipitan cuando chocan contra la helada agua de mar y se solidifican formando las chimeneas así como montículos y formas de panal.>

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Los respiraderos hidrotermales estaban a kilómetros de donde se podían imaginar. Un enorme respiradero en el suelo marino de unos 18 pisos de altura era algo insólito. Y todos eran color blanco lechoso y gris, lo que sugiere una composición muy distinta de los sistemas de respiraderos estudiados desde los años 70s.

Los científicos que llamaron a este lugar Ciudad Perdida, sabían que estaban ante algo nunca antes visto cuando la zona fue descubierta casualmente en diciembre de 2000 durante una expedición al Atlántico central patrocinada por la Fundación Nacional para la Ciencia (NSF) de los Estados Unidos.

Esta semana en Science, los investigadores publican por primera vez sus hallazgos sobre los gases producidos en Ciudad Perdida y sobre los organismos que viven de ellos. Ambos son tan diferentes de las llamadas fumarolas negras hidrotermales que podrían proporcionar un acercamiento totalmente nuevo a la búsqueda de la vida más primitiva en la Tierra y de señales de vida en otros planetas, según afirma Deborah Kelley, oceanógrafa de la Universidad de Washington y primera autora del artículo de la revista Science.

Los microorganismos de Ciudad Perdida son fluidos líquidos con un pH alcalino de entre 9 y 11, lo que es casi tan cáustico como un destapa caños, dice Kelley. Esto se puede comparar con las ya estudiadas fumarolas negras en las cuales los organismos están bien adaptados a pHs ácidos.

Más aún, afirma, los microbios de la Ciudad Perdida parecen vivir del abundante metano e hidrógeno. Lo que no hay es dióxido de carbono, la fuente de energía clave para la vida en las fumarolas negras. Y hay poco sulfuro de hidrógeno y sólo rastros de metales, de los cuales dependen los microbios de otros tipos de respiraderos.

Las diferencias en lo que hay disponible se deben a que el agua circula a través de la Ciudad Perdida produciendo serpentina por una reacción química entre el agua de mar y el manto de roca sobre el que yace la Ciudad Perdida. Los fluidos resultantes están a temperaturas entre los 40ºC y los 77ºC (105F y 170F). En otra zona distinta, descubierta a principios de los 70s, la actividad volcánica o los conductos de magma activos tienen fluidos que pueden alcanzar los 370ºC (700F). A los respiraderos en esos sitios muchas veces se les llama fumarolas negras ya que emiten fluido caliente y lleno de minerales que parece humo oscuro y ondeante cuando choca contra la helada agua de mar.
Carbonatos de los fluidos en la Ciudad Perdida cubren los acantilados cercanos de blanco brillante y forman respiraderos que varían en forma desde pequeñas setas hasta la columna de 18 pisos de alto, llamada Poseidón, la cual rebasa a la mayoría de las fumarolas negras por al menos unos 30 metros (100 pies). Algunas zonas recuerdan al tipo de depósitos que se pueden ver en las cuevas espectaculares con agujas y suaves superficies onduladas formando un complejo arreglo tridimensional, dice Jeffrey Karson de la Universidad de Duke y coautor del artículo.

Otra marcada diferencia que es publicada por primera vez esta semana, se refiere a la diversidad de vida. Los fluidos en Ciudad Perdida abrigan grandes cantidades de microorganismos – comparable con lo que se encuentra en los sedimentos orgánicos ricos. Sin embargo, la diversidad de especies es baja con, por ejemplo, sólo unos cuantos microorganismos Archaea productores y consumidores de metano.

En contraste, y para su sorpresa, los investigadores descubrieron que Ciudad Perdida tiene gran diversidad de organismos “más grandes” que es tan alta o más que la de cualquier otro sitio con fumarolas negras que se conozca. La alta diversidad se descubrió apenas después de una expedición en 2003 en la que el equipo de biología, encabezado por Timothy Shank del Instituto Oceanográfico Woods Hole, analizó muestras de agua “aspiradas” de alrededor de los respiraderos.

“No hay muchos ejemplares de cada clase de animal, la mayoría miden solamente un centímetro y tienen caparazones translúcidos o invisibles así que no es de sorprender que no sospecháramos de su verdadera diversidad”, dice Kelley, quien era científica en jefe de la expedición, la cual, al igual que el viaje en 2000, fue patrocinada por la Fundación Nacional para la Ciencia (NSF). Otros organismos grandes incluyen cangrejos, corales y peces.

Kelley será coinvestigadora principal en otra expedición científica a Ciudad Perdida este verano sin dejar la Universidad de Washington. Ella empleará tecnología de punta en comunicaciones para ayudar a dirigir las investigaciones en el mar durante una misión con su coinvestigador principal Bob Ballard, su Instituto para la Exploración, la Fundación Jason para la Educación y con fondos y un barco de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica. El público en acuarios y museos participantes así como 20 clubs de niñas y de niños en los Estados Unidos tendrán acceso a las transmisiones vía satélite durante el viaje.

Aunque nadie ha encontrado aún otra zona como Ciudad Perdida, Kelley dice que está cien por ciento segura de que hay otras ya que en muchos otros lugares el manto de roca ha sido empujado hacia arriba a través de suelo marino, dejándolo expuesto al agua de mar y la formación de serpentina.

Aún más de esas rocas estaban presentes en la Tierra primitiva, afirma Kelley.

“No tenemos acceso en casi ningún lugar a condiciones como las de la Tierra primitiva así que si podemos comprender las reacciones químicas, la fuentes de energía y la forma en que los fluidos circulan a través de Ciudad Perdida, esto podría darnos una idea de cómo empezó la vida en este planeta”, dice Kelley.

Ella explica que Ciudad Perdida podría compararse con lugares sobre tierra firme con roca similar que es muy antigua, tales como la que está expuesta en Barberton, Sudáfrica, la cual tienen unos 3,500 millones de años de antigüedad. Tal vez Ciudad Perdida pueda proporcionar biomarcadores adicionales, los remanentes químicos de los organismos, con los cuales buscar vida en esas rocas antiguas o en otros planetas.

El trabajo que se está publicando cuenta con fondos de la NSF, el Instituto de Astrobiología de la NASA y una subvención nacional suiza para ciencias.

“Los hallazgos son un excitante ejemplo del compromiso de la NSF con el descubrimiento a través de investigación básica”, dijo Bilal Haq, director del programa de geología marina y geofísica de la NSF. “Ciudad Perdida nos muestra que los procesos geológicos, químicos y biológicos están íntimamente ligados al medio ambiente primitivo y da un sólido sustento a la necesidad del acercamiento multidisciplinario a la investigación científica”.

Los otros coautores son Gretchen Früh-Green, del Instituto Federal de Tecnología Suizo; Dana Yoerger, John Hayes, Kate Buckman, Sean Sylva y Mike Jakuba, del Instituto Oceanográfico Woods Hole; David Butterfield y Kevin Roe, Instituto para el Estudio de la Atmósfera y el Océano de la Universidad de Washington y el Laboratorio del Ambiente Marino del Pacífico, Eric Olson, Giora Proskurowski, Ben Larson, Kristin Ludwig, Deborah Glickson, William Brazelton, Marvin Lilley y John Baross de la Universidad de Washington; y Alex Bradley y Roger Summons, del Instituto de Tecnología de Massachusetts.

La zona fue nombrada Ciudad Perdida en parte porque yace sobre una montaña submarina llamada el Macizo Atlántico y porque los investigadores estaban usando la embarcación Atlantis del Instituto Oceanográfico Woods Hole cuando fue descubierta. La zona mide unos 90 por 30 metros (300 por 100 pies), tiene 30 respiraderos grandes, algunos de ellos de entre 3 y 55 metros (10 y 180 pies) de alto y cientos de estructuras más pequeñas. Profundos acantilados detrás de ella están cubiertos con carbonatos.

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Para más información:
• Kelley, (206) 543-9279, [email protected]
• Früh-Green, 011 41 632 3794 (no está en su oficina los viernes), 011 41 79 734 8918 (cell), [email protected] (está en un uso horario nueve horas por delante del Pacific Standard Time)
• Shank, [email protected] (Shank está de viaje y localizable sólo por e-mail)