La cresta centro-oceánica del Atlántico es una de las cordilleras montañosas submarinas más grandes del planeta, con una longitud de 6.200 millas (10.000 Kms). Los puntos representan emplazamientos con actividad hidrotermal. Crédito: NASA
Las estructuras de carbonato del Campo Ciudad Perdida incluyen esta chimenea de más de 30 pies (9,14 mts) de altura. La aguja blanca y sinuosa es un depósito reciente de material carbonatado. La cima muestra evidencias de haber sufrido un colapso y posterior re-crecimiento, tal y como indica el pequeño cono desarrollado de nuevo en su cúspide. Crédito: Universidad de Washington/Instituto Oceanográfico Woods Hole.
La oceanógrafa de la Universidad de Washington Deborah Kelley compara la textura blanca y porosa (casi como un nido de avispa) de una muestra tomada en las chimeneas carbonatadas de Ciudad Perdida, con otra muestra de una chimenea sulfurosa estudiada desde la década de los 70. Crédito: Universidad de Washington
Un reborde de 5 pies de anchura, o cornisa, en el lateral de una chimenea del Campo Ciudad Perdida tiene en su cima una estructura dendrítica carbonatada que se forma cuando los fluídos del afloramientos ricos en minerales se filtran a través del reborde y entran en contacto con el agua fría. Crédito de la Foto: Universidad de Washington/Instituto Oceanográfico Woods Hole.
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Recientemente, un respiradero submarino de 18 años encontrado cerca de la formación que se ha denominado “La ciudad Perdida” (“Lost City”) se ha mostrado pletórico de vida microbiana exótica.
Algunos artículos recientes del equipo de oceanógrafos encabezado por Deborah Kelley en la Universidad de Washington en el Nature magazine apuntan hacia una nueva forma de construcción de dichos respiraderos que supone que sean 100% calizos. |
Los aberturas encontradas previamente no superan los 8-pisos (80 pies) y están compuestas por una mezcla rica en minerales negros (principalmente sulfuros de hierro). La nueva chimenea, encontrada sobre la cordillera submarina Atlantis, alcanza los 10 pisos en altitud. Hay chimeneas de 180 pies de alto, pero no apiladas sobre fracturas volcánicas sino formadas por una reacción química entre el agua marina y el manto expuesto a lo largo de las líneas de fractura en mitad del Atlántico. Lo que suele ocurrir es que los minerales se disuelven sobre estos afloramientos profundos, el agua templada lleva estos minerales hacia arriba donde el contacto con el agua más fría hace que se redepositen en espectaculares chimeneas, promontorios y aberturas.
Kelley comenta que “lo que hace de este descubrimiento algo potencialmente importante y excitante es que es un tipo de sistema hidrotermal que no requiere calor volcánico, y por tanto lo son las implicaciones que pueda tener para examinar tanto preguntas sobre la Tierra primitiva como sobre sistemas hidrotermales en otros planetas. Esto abre la posibilidad de que una mayor superficie del fondo marino pueda albergar afloramientos hidrotermales (y vida microbiana)”.
El viaje hasta la “Ciudad Perdida”
Llegar a los promontorios “blancanieves” que están activos es la mitad del juego. Navegando sobre Atlantis, el equipo de investigadores lo primero que busca es una señal de afloramiento “tomando muestras de la columna de fluidos mediante el remolque de los instrumentos que miden conductividad, oxigeno, salinidad, profundidad, partículas y temperatura por un lado, y por otro, con las muestras a bordo, midiendo los gases en ellas es posible detectar estos respiraderos manando desde las rocas del manto”.
Incluso tras haber encontrado un buen candidato por el que sumergirse mas profundamente, alcanzar la Ciudad Perdida es un reto para la navegación. Kelley dice que “Gran parte de este descubrimiento fue fortuito. Lo abrupto del terreno combinado con el hecho de que las chimeneas típicas de la Ciudad Perdida son mayores de 20 metros hacen la navegación muy dificultosa. Quizás una buena analogía puede ser imaginar volar con una pequeño aeroplano de noche, por un bosque y usando solo el radar, sin mapas ni ninguna manera de posicionarse correctamente. Si se vuela bajo, cerca de los troncos, es muy difícil discernir el resto del bosque, sin embargo volando alto el radar puede resolver los árboles individualmente. El método que empleamos para explorar la Ciudad Perdida seguiría esta filosofía”.
El descubrimiento de “Poseidón”
Con este registro a fondo del fondo marino lo que equipo de Kelley encontró fue denominado “Poseidón”. Poseidón consiste en una serie de montículos, agujas y chimeneas de aspecto exótico, primariamente formadas por el ascenso de columnas de agua que se desalan al alcanzar capas altas más frías. En algunos casos bastante por encima de las temperaturas de ebullición en superficie (100º C), las aguas ricas en minerales (40 a 150º C) suben boyantemente, y se enfrían a medida que ascienden hasta capas que están a temperaturas inferiores al rango de solubilidad de los minerales disueltos. Este proceso se denomina “Circulación Hidrotermal”. El resultado del proceso es una torre de carbonato al 100%, de color blanco, gris o crema, y este “snow-white” (Blancanieve) es el opuesto de los llamados “Black smokers” (Fumarolas negras)principalmente formados por minerales de sulfuros de hierro.
Sin embargo el suelo de Poseidon es una capa antigua de corteza, de 1.5 millones de años de antigüedad, formada por materiales procedentes del manto subyacente. Una vista simple al interior de la Tierra nos mostraría la corteza, el manto y el núcleo envolviendo una capa a las otras como una cebolla. Muchos de los emisores anteriormente encontrados se habían formado alrededor de porciones de corteza mucho más recientes, donde presuntamente se abren los centros de expansión para ser rellenados mas tarde, normalmente por erupciones volcánicas y el calor asociado con los “negrosfumadores”. La tectónica de placas continentales fuerza a las dos partes del suelo oceánico a separarse o juntarse. Un centro de expansión rápido se realinea en 5-10 años, mientras que realineamientos menos frecuentes, como en Poseidón, ocurren cada 5000-20.000 años. Debido a que el área de la cordillera Atlantis tiene esae tipo de profundas fracturas, la corteza no cubre al manto en algunos lugares exponiendo minerales en bruto, como el olivino, a las aguas del mar. Es aquí donde las características químicas de la Ciudad Perdida difieren de los emisores volcánicos. El olivino reacciona con el agua de mar para producir el mineral llamado serpentina, lo que genera las columnas de agua caliente y por tanto el sumamente columnar respiradero Poseidon. Este proceso de “serpentinización” calienta el agua normalmente entre 40 y 75º C, pero puede provocar un calentamiento hasta 150º C según las tablas de mediciones termodinámicas de los cambios del olivino. Cuando esta burbuja de agua se enfría a medida que asciende, el carbonato precipita y cristaliza formando rocas semejantes a la gran torre de 18 pisos del Poseidon.
Vida sobre la cordillera Atlantis
Los respiraderos químicos no presentan grandes animales exóticos que estudiar tal como los que hay en los negrofumadores, pero parecen acoger suficientes microbios (100 millones por gramo de carbonato) para cubrir por completo las muestras de roca tomadas. “Los carbonatos de la los respiraderos de la Ciudad Perdida albergan un variado y denso conjunto de comunidades microbianas. Estos organismos forman gruesas bio-películas que cubren las superficies minerales. Creemos que estos sistemas albergan extensas comunidades microbianas que pueden incluir bacterias oxidadotas de metano y de hidrogeno. Kelleys añade, “Lamentablemente, aun no se han desarrollado instrumentos capaces de caracterizar poblaciones de microbios”, aunque el cultivo de las muestras en el laboratorio ha revelado la existencia de microorganismos termofílicos adaptados a prosperar tanto en rangos de temperatura termofílicos (50-75º C) como mesofílicos (25º C). “El objetivo a largo plazo es desarrollar observatorios anclados al fondo marino que permitan investigaciones de larga duración sobre como los volcanes mantienen a la vida en el suelo marino, y como los corrimientos de tierra submarinos afectan al flujo de gases desde el fondo y a la vida microbiana. Estas serían las preguntas de escala planetaria (Ver Estudios en Neptuno en
Universidad de Washington). Quizás enfrentar la resolución de estas cuestiones nos provea de guías útiles para la exploración de otros planetas”.
¿Que viene a continuación?
Aunque los respiraderos calentados químicamente como los de la Ciudad Perdida parecen ser comunes, determinar su localización exacta ha sido un reto. A diferencia de los volcánicos, los químicos podrían aparecer a decenas de millas de las fracturas donde el suelo oceánico se separa y reúne. Se esta trabajando en mejorar los instrumentos que ayuden a afinar la localización donde enviar los sumergibles. “Hay una gran cantidad de energía puesta en el desarrollo de instrumentos” dice Kelley “que se puedan situar en los afloramientos durante largos periodos de tiempo y así realizar las medidas ‘in situ’”.
Solo dentro de un circulo de 50 millas de radio alrededor de la cordillera de Atlantis hay tres montañas similares sujetas a la misma fracturación, la misma intrusión de agua marina y quizás, las mismas reacciones con el material del manto. Y estas cuatro representan solo una muy pequeña fracción de todos los sitios posibles a lo largo de las 6.200 millas del la dorsal central atlántica (considerada junto con las dorsales India y Ártica como centros de expansión lentos y ultra lentos). Kelley concluye “El como podemos explorar más eficientemente estos sistemas será un proceso de aprendizaje”.
Colaboradores: : Jeff Karson, Universidad de Duke, Co Profesor de Invvestigación y buzo durante el descubrimiento; Matt Schrenk (estudiante graduado en Astrobiología en la Escuela de Oceanografía de la Universidad de Washington); P.J. Cimino (becario de la NASA Space) y John Baross, también miembro del claustro de Astrobiología y oceanografía.
