Paisajes espectaculares, desde exuberantes bosques tropicales hasta imponentes cadenas montañosas, salpican la superficie de nuestro planeta. Pero algunos de los monumentos más emblemáticos de la Tierra (aquellos que pueden albergar pistas sobre el origen de la vida en la Tierra y posiblemente en otros lugares) yacen ocultos en el fondo del océano. Los científicos encontraron recientemente uno de esos tesoros en aguas ecuatorianas: un mini Yellowstone sumergido llamado Sendero del Cangrejo.
Este brumoso reino alienígena hierve a fuego lento en las profundidades del mar en un área llamada Centro de Expansión Occidental de Galápagos, una cadena montañosa submarina donde las placas tectónicas se están alejando lentamente unas de otras. Aquí el magma brota del manto de la Tierra para crear una nueva corteza oceánica en un proceso que creó las Islas Galápagos y elementos submarinos más pequeños, como los respiraderos hidrotermales. Estos respiraderos, que bombean agua caliente y rica en minerales al océano en ondulantes columnas, pueden ofrecer pistas sobre el origen de la vida en la Tierra. El estudio de los respiraderos hidrotermales de la Tierra también podría ofrecer una puerta de entrada para encontrar vida, o al menos sus componentes básicos, en otros mundos.
El recién descubierto Sendero del Cangrejo contiene una cadena de respiraderos hidrotermales que se extiende por casi dos campos de fútbol. Alberga aguas termales y chimeneas de géiseres que albergan una gran variedad de criaturas, desde gusanos tubulares gigantes con forma de espagueti hasta cangrejos Galatheid de alabastro.
Los cangrejos, también conocidos como langostas, ayudaron a guiar a los investigadores hasta el Sendero del Cangrejo. Los observadores ecuatorianos eligieron el nombre del sitio, que se traduce como «Sendero de los Cangrejos», en su honor.
«Parecía como si las langostas nos estuvieran guiando como migas de pan, como si fuéramos Hansel y Gretel, al sitio real del respiradero», dijo Hayley Drennon, asistente principal de investigación en el Observatorio Terrestre Lamont-Doherty de la Universidad de Columbia, quien participó en la expedición. .
El equipo de investigación conjunto estadounidense y ecuatoriano zarpó a bordo del Schmidt Ocean Institute Falkor (también) buque de investigación a mediados de agosto en busca de nuevos respiraderos hidrotermales. Hicieron algunos mapas y muestreos en el camino a su ubicación objetivo, a unas 300 millas de la costa oeste de las Galápagos.
El equipo utilizó una técnica ‘Tow-Yo’ para recopilar y transmitir datos en tiempo real a la tripulación a bordo del barco. «Bajamos sensores conectados a un cable largo hasta el fondo del mar y luego remolcamos el cable hacia arriba y hacia abajo como un yo-yo», explicó Roxanne Beinart, profesora asociada de la Universidad de Rhode Island y científica principal de la expedición. «Este proceso nos permitió monitorear los cambios en la temperatura, la claridad del agua y la composición química para ayudar a identificar posibles ubicaciones de respiraderos hidrotermales».
Cuando llegaron a una región que parecía prometedora, desplegaron el vehículo operado a distancia SuBastian para observar mejor. Menos de 24 horas después, el equipo comenzó a ver más y más cangrejos Galatheid, a los que siguieron hasta encontrar los respiraderos.
Los cangrejos fueron guías particularmente útiles ya que los fluidos de ventilación allí son transparentes, a diferencia de los «fumadores negros» que crean columnas fáciles de ver. SuBastian exploró el área durante aproximadamente 43 horas seguidas en la inmersión más larga del robot hasta la fecha.
Pero el verdadero proceso de descubrimiento duró décadas. Los investigadores saben desde hace casi 20 años que el área probablemente albergaba actividad hidrotermal gracias a señales químicas medidas en 2005. Aproximadamente una década después, los equipos se aventuraron nuevamente y recolectaron muestras de animales. Ahora, gracias a la reciente expedición del Schmidt Ocean Institute, los científicos tienen el conjunto de datos más completo jamás creado para este lugar. Incluye datos químicos, geológicos y biológicos, junto con las primeras muestras de agua a alta temperatura.
«No es raro que un descubrimiento real como este tarde décadas», dijo Jill McDermott, profesora asociada de la Universidad de Lehigh y codirectora científica de la expedición. «El océano es un lugar grande y los lugares son muy remotos, por lo que se necesita mucho tiempo y logística para llegar a ellos». El equipo continuará su investigación en tierra para ayudarnos a comprender cómo los respiraderos hidrotermales influyen en nuestro planeta.
¿Génesis del infierno?
Sendero del Cangrejo puede compararse con un Yellowstone de pequeña escala en algunos aspectos, pero no es un destino turístico. Está completamente oscuro ya que la luz del sol no puede llegar al fondo del océano profundo. El peso aplastante de una milla de agua presiona desde arriba. Y los respiraderos son calientes y tóxicos. Algunos de ellos alcanzaron una temperatura de 290º C (550º F), casi lo suficientemente caliente como para derretir el plomo.
Antes de que los científicos descubrieran los respiraderos hidrotermales en 1977, asumieron que condiciones tan extremas excluirían la posibilidad de vida. Sin embargo, ese equipo pionero vio prosperar múltiples especies, incluidas las almejas blancas, que las guiaron hasta los respiraderos de la misma manera que los cangrejos Galatheid llevaron a los investigadores modernos al Sendero del Cangrejo.
Una serie de fotografías del fondo marino muestran la repentina aparición de almejas blancas vivas que llevaron a los científicos a encontrar respiraderos hidrotermales por primera vez.
Antes del hallazgo de 1977, nadie sabía que la vida podría sobrevivir en un lugar tan hostil. Ahora los científicos saben que hay microbios llamados termófilos que pueden solo Viven en altas temperaturas (hasta aproximadamente 120º C o 250º F).
Las bacterias que rodean los respiraderos hidrotermales no se alimentan de otros organismos ni crean energía a partir de la luz solar como lo hacen las plantas. En cambio, producen energía utilizando sustancias químicas como metano o sulfuro de hidrógeno que emanan de los respiraderos. Este proceso, llamado quimiosíntesis, se identificó por primera vez mediante la caracterización de organismos descubiertos en estos respiraderos. Las bacterias quimiosintéticas son la columna vertebral de los ecosistemas de respiraderos hidrotermales y sirven como fuente de nutrición para organismos superiores.
Algunos investigadores sugieren que la vida en la Tierra puede haberse originado cerca de respiraderos hidrotermales debido a sus condiciones químicas únicas y ricas en energía. Si bien la propuesta aún no ha sido probada, el descubrimiento de la quimiosíntesis nos abrió los ojos a nuevos lugares que podrían albergar vida.
La posibilidad de que existan criaturas quimiosintéticas disminuye la importancia de las llamadas zonas habitables alrededor de las estrellas, que describen las distancias orbitales entre las cuales el agua superficial puede permanecer líquida en un planeta o luna. La zona habitable de nuestro propio Sistema Solar se extiende desde aproximadamente la órbita de Venus hasta casi la de Marte.
La misión Europa Clipper de la NASA se lanzará a finales del próximo año para determinar si hay lugares debajo de la superficie de Europa, la luna helada de Júpiter, que podrían albergar vida. Hace mucho más frío allá afuera, mucho más allá de la zona habitable de nuestro Sistema Solar, pero los científicos creen que Europa se calienta internamente. Experimenta fuertes fuerzas de marea debido a la gravedad de Júpiter, que podrían crear actividad hidrotermal en el fondo del océano de la luna.
Varias otras lunas de nuestro Sistema Solar también albergan océanos subterráneos y experimentan el mismo calentamiento de las mareas que potencialmente podría crear condiciones habitables. Al explorar los respiraderos hidrotermales de la Tierra, los científicos podrían aprender más sobre qué buscar en entornos similares en otras partes de nuestro Sistema Solar.
“El multivitamínico del océano”
Si bien los respiraderos hidrotermales son relativamente nuevos para la ciencia, ciertamente no lo son para nuestro planeta. «Los respiraderos han estado activos desde que se formaron los océanos de la Tierra», dijo McDermott. «Han estado presentes en nuestros océanos desde que los tenemos, es decir, unos 3 mil millones de años».
Durante ese tiempo, es probable que hayan transformado la química y la geología de nuestro planeta al hacer circular productos químicos y minerales de la corteza terrestre a través del océano.
«Todos los seres vivos de la Tierra necesitan minerales y elementos que obtienen de la corteza», afirmó Peter Girguis, profesor de la Universidad de Harvard, que participó en la expedición. «No es exagerado decir que toda la vida en la Tierra está indisolublemente ligada a la las rocas sobre las que vivimos y los procesos geológicos que ocurren en las profundidades del planeta… es como el multivitamínico del océano”.
Pero aún se desconoce el alcance total del impacto que tienen los respiraderos hidrotermales en el planeta. En los casi 50 años transcurridos desde que se descubrieron por primera vez los respiraderos hidrotermales, los científicos han descubierto cientos más repartidos por todo el mundo. Sin embargo, nadie sabe cuántos siguen sin identificar; Es probable que haya miles de respiraderos más escondidos en las profundidades. Estudios detallados, como los que los científicos de la expedición continúan en tierra, podrían ayudarnos a comprender cómo influye la actividad hidrotermal en el océano.
Las observaciones inmediatas del equipo ofrecen un buen punto de partida para continuar su investigación científica.
«De hecho, esperaba encontrar poblaciones de animales más densas en algunos lugares», dijo Beinart.
McDermott cree que esto podría estar relacionado con la composición de los fluidos de ventilación. «Varios de los respiraderos eran claros, no muy ricos en partículas», dijo. «Probablemente tengan menos minerales, pero no estamos seguros de por qué». Ahora, el equipo medirá diferentes niveles de metales en muestras de agua de los fluidos de los respiraderos para descubrir por qué tienen bajos contenidos de minerales y si eso ha influido en los animales que albergan los respiraderos.
Los investigadores aprenden más sobre los respiraderos hidrotermales cada día, pero aún quedan muchos misterios, como la posible influencia que la acidificación del océano podría tener en los respiraderos. A medida que buscan respuestas, seguramente encontrarán más preguntas y abrirán nuevas vías de exploración científica.
Ashley escribe sobre el espacio como contratista del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA durante el día y trabaja como escritora independiente sobre medio ambiente. Tiene una maestría en estudios espaciales de la Universidad de Dakota del Norte y está terminando una maestría en escritura científica a través de la Universidad Johns Hopkins. Escribe la mayoría de sus artículos con uno de sus hijos pequeños en su regazo.