Durante mucho tiempo se pensó que, a miles de metros bajo la superficie del mar, donde no llega la luz del sol, el fondo era como un desierto frío, oscuro y con escaso alimento. Sin embargo, a finales de la década de 1970 se vio por primera vez, en pleno fondo marino, una chimenea que expulsaba humo negro, rodeada de densas colonias de moluscos bivalvos y gusanos tubícolas con penachos de color rojo vivo. La responsable de aquella escena, que incluso a los científicos les costaba creer, era una fuente hidrotermal.
Una fuente hidrotermal (Hydrothermal Vent) es un lugar donde el agua calentada por el calor interno de la Tierra sale a borbotones por una grieta del fondo marino. Estas fuentes se concentran sobre todo cerca de las dorsales oceánicas, donde se separan las placas que desplazan los continentes. El fenómeno se produce porque la Tierra es geológicamente activa y en su superficie abunda el agua.
Veremos, por orden, cómo se descubrieron estas fuentes, cómo crecen las chimeneas negras, de qué se alimentan los organismos que viven sin luz solar y cómo funciona Lost City, un campo hidrotermal que opera de una manera completamente distinta.
Otro mundo creado por los manantiales calientes del fondo marino
1977, vida inesperada al otro lado de la ventanilla del sumergible
En el mes 2 de 1977, un equipo de investigación a bordo del sumergible estadounidense Alvin observó directamente, en el rift submarino de las Galápagos, unas grietas de las que brotaba agua tibia y los organismos que se agrupaban a su alrededor, y recogió muestras. En la expedición participaron varios geólogos, entre ellos Jack Corliss, de la Universidad Estatal de Oregón.
(1) Un hallazgo anunciado
En 1976, el Instituto Scripps de Oceanografía detectó primero una señal anómala con una cámara remolcada en aguas profundas. Al año siguiente regresó al mismo lugar y la confirmó mediante observación directa.
(2) El descubrimiento del humo negro
En la primavera de 1979, a 21 grados de latitud norte en la dorsal del Pacífico Oriental, el Alvin encontró chimeneas que expulsaban partículas negras, a las que se dio el nombre de chimeneas negras o black smokers.
(3) Una escena inesperada
Aunque allí no llegaba nada de luz, el lugar rebosaba de vida. Las investigaciones posteriores fueron revelando que aquellos organismos vivían gracias a una fuente de energía distinta de la luz solar.
Agua a 400 grados que no hierve y chimeneas que crecen
El agua de mar que rodea las fuentes está fría, a unos 2 grados, mientras que el agua que expulsan sale a temperaturas que van desde los 60 grados hasta valores que pueden superar los 400 grados. En el tramo sur de la dorsal mesoatlántica se llegaron a observar brevemente 464 grados. Aun así, el agua no se convierte en vapor porque a 2,500 metros de profundidad la presión alcanza unas 250 atmósferas.
(1) El momento en que se solidifican los minerales
El agua caliente contiene abundantes metales y compuestos de azufre disueltos de la corteza terrestre. Al entrar en contacto con el agua fría del mar, los minerales precipitan de golpe y forman las paredes de la chimenea.
(2) El origen del color negro
Primero se acumula anhidrita, un mineral de sulfato de calcio. Luego los sulfuros de cobre, hierro y zinc rellenan los huecos. Las partículas de estos sulfuros le dan al humo su color negro.
(3) Torres que crecen deprisa
Se ha registrado que las chimeneas crecen unos 30 centímetros al día, y algunas alcanzan los 60 metros de altura. En 1996, frente a la costa de Oregón, una chimenea de 40 metros apodada Godzilla se derrumbó por sí sola. Las fuentes de menor temperatura, ricas en bario, calcio y silicio, emiten humo blanco y reciben el nombre de chimeneas blancas o white smokers.
El agua que sale de las chimeneas es menos densa que el agua de mar que la rodea, por lo que asciende y se dispersa. Los metales que se dispersan de este modo también contribuyen al ciclo del hierro en el océano.
Un ecosistema que se nutre de sustancias químicas en vez de luz solar
Se estima que la densidad de organismos alrededor de las fuentes es entre 1 y 10 decenas de miles de veces la del fondo marino circundante. Esta abundancia se sustenta en bacterias que obtienen energía de sustancias químicas como el sulfuro de hidrógeno y la usan para producir nutrientes. La quimiosíntesis hace con sustancias químicas lo que la fotosíntesis hace con la luz.
(1) Un gusano sin boca ni intestino
Entre los gusanos tubícolas, Riftia pachyptila carece de boca y tubo digestivo y vive de los nutrientes que producen las bacterias alojadas en un órgano interno llamado trofosoma. Esta simbiosis solo se descubrió en 1981.
(2) Penachos rojos que transportan veneno
El sulfuro de hidrógeno es tóxico para la mayoría de los organismos, pero la hemoglobina de los penachos rojos de los gusanos tubícolas transporta a la vez oxígeno y sulfuro de hidrógeno y se los entrega a las bacterias.
(3) Los niveles superiores de la cadena alimentaria
Por encima de los pequeños crustáceos que se alimentan de bacterias se suceden varios niveles en los que figuran camarones, cangrejos, caracoles marinos e incluso pulpos.
Hasta la fecha se han descubierto más de 300 especies nuevas en las fuentes hidrotermales. El caracol de pie escamoso, descrito por primera vez en 2001 en la fuente hidrotermal de Kairei, en el océano Índico, lleva una armadura de sulfuro de hierro en lugar de calcio que le recubre el cuerpo. Con todo, sería exagerado afirmar que este ecosistema es completamente independiente del Sol. Los organismos que viven allí también dependen del oxígeno producido por la fotosíntesis y disuelto en el agua del mar.
Lost City y las preguntas que siguen abiertas
En el mes 12 de 2000 se descubrió un campo hidrotermal completamente distinto en el macizo submarino Atlantis (Atlantis Massif), junto a la dorsal mesoatlántica. Se le dio el nombre de Lost City. El calor que lo mantiene activo proviene de la reacción química que se produce al entrar en contacto las rocas del manto con el agua de mar, en lugar de proceder de la actividad volcánica. El agua es fuertemente alcalina y su temperatura es más baja, de entre 40 y 90 grados. Allí se han encontrado indicios de actividad sostenida durante al menos 3 decenas de miles de años, por lo que se considera que ha perdurado mucho más que las chimeneas negras, de vida corta.
- Chimenea negra (Black Smoker). Su fuente de calor es la actividad volcánica y el agua ácida, a varios cientos de grados, es rica en sulfuros metálicos.
- Lost City. Su fuente de calor es la reacción de serpentinización de las rocas del manto. El campo libera hidrógeno y metano y en él se alzan torres blancas de carbonato.
- Poseidón (Poseidon). Es la torre más grande de Lost City y alcanza unos 60 metros de altura.
- Origen de la vida (Origin of Life). Existe la hipótesis de que estas fuentes fueron la cuna de la vida, aunque el debate científico sigue abierto.
En 2009 se conocían unos 500 campos hidrotermales activos. La existencia de casi la mitad se había inferido únicamente a partir de señales detectadas en el agua, sin observación directa. Queda mucho por explorar, hasta el punto de que algunas estimaciones indican que se conoce bien menos del 1 por ciento del fondo marino. Las fuentes más profundas se localizaron en la fosa de las Caimán, en el mar Caribe, a unos 5,000 metros de profundidad. El primer paso para explorar las fuentes hidrotermales es seguir preguntándose qué hay donde no alcanza la vista.
