El Beebe Hydrothermal Vent Field (también conocido como Piccard Vent Field ) está ubicado justo al sur de Gran Caimán en el Caribe , en el lado norte del Centro de Extensión Mid-Cayman en Cayman Trough . [1] Aproximadamente a 24 kilómetros (15 millas) al sur de Beebe se encuentra el Von Damm Vent Field .
Campo de ventilación Beebe (BVF) | |
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Una serie de rejillas de ventilación en el centro de extensión de Mid-Cayman . | |
Localización | Mid-Cayman Rise |
Coordenadas | 18 ° 32′48 ″ N 81 ° 43′6 ″ W / 18.54667 ° N 81.71833 ° WCoordenadas : 18 ° 32′48 ″ N 81 ° 43′6 ″ W / 18.54667 ° N 81.71833 ° W |
Área | 22,050 metros cuadrados (237,300 pies cuadrados) |
Max. elevación | −4,957 metros (−16,263 pies) |
Min. elevación | −4,987 metros (−16,362 pies) |
A casi 5.000 metros (16.000 pies) por debajo del nivel del mar, Beebe es el respiradero hidrotermal conocido más profundo del mundo , y uno de los pocos conocidos en el abisopelágico . [2] El penacho hidrotermal apodado "Piccard" fue detectado en 2010, [3] y el sitio de Beebe fue confirmado más tarde ese año. [1] La profundidad combinada y la temperatura del fluido de ventilación lo convierten en un sitio popular para estudiar termodinámica acuosa , biología de alta presión y geoquímica .
Geografía
El campo de ventilación Beebe está en el Mar Caribe , en el extremo norte de Mid-Cayman Rise en los segmentos más cercanos a la zona de falla Septentrional-Oriente . Todo el campo está en el lado occidental del valle axial [se necesita aclaración ] . [4]
El campo de ventilación de Beebe consta de 7 montículos de sulfuro , la mayoría de los cuales están inactivos. [5] En el centro del campo están los respiraderos principales de los extremos , conocidos como Beebe 1 - 5, que se ramifican desde el mismo montículo. Alrededor de estos respiraderos de los extremos se encuentran Hot Chimlet al norte, Beebe Sea al este y Beebe Woods al sur. La serie de montículos continúa hacia el noreste del campo, donde solía tener lugar la actividad hidrotermal de alta temperatura, como lo demuestran las chimeneas extintas. [6]
El campo de ventilación se encuentra en las aguas territoriales de las Islas Caimán , que es un Territorio Británico de Ultramar autónomo . [6]
Geología
El campo de ventilación de Beebe está ubicado en las inmediaciones del centro de expansión, que se ha descrito como una cresta ultrabaja a una velocidad de 15 milímetros (0,59 pulgadas) a 16,9 milímetros (0,67 pulgadas) por año. El área es principalmente de basalto , con montículos de sulfuro de metal y astrágalo provenientes de la actividad hidrotermal. [6]
A diferencia del Von Damm Vent Field, hay poca cobertura de sedimentos en Beebe. [7]
Chimeneas
Los respiraderos de abeja 1 - 5 forman un complejo ramificado que consta de pirita , pirrotita y otros sulfuros metálicos oxidados. Estas chimeneas emiten los fluidos más calientes de cualquier lugar dentro del campo, hasta 403 ° C (757 ° F). [5] Beebe Woods, al sur, tiene una composición geológica similar, aunque las temperaturas se enfrían ligeramente (354 ° C (669 ° F)). Estas temperaturas son lo suficientemente altas como para que el hierro y otros metales aún no se hayan precipitado, lo que le da a las chimeneas una apariencia distintiva de humo negro. Estas chimeneas de sulfuro metálico son conductoras de precipitación de minerales preciosos y semipreciosos, como oro, plata y cobre. [8]
Hot Chimlet hacia el norte presenta ventilación a una temperatura significativamente más baja (149 ° C (300 ° F)), de modo que los fluidos son transparentes y carecen de metales. Residiendo en la pendiente del montículo, el sitio de Hot Chimlet tiene una ligera capa de materiales de sulfuro probablemente provenientes del centro del campo. Hot Chimlet tampoco tiene las impresionantes estructuras de chimenea como en el centro del campo, y requiere el uso de marcadores de buceo para identificarse rápidamente. Shrimp Gulley, de manera similar, es un lugar dentro del mar de Beebe que se distingue por su abundante biología. El Gulley alcanza temperaturas de alrededor de 45 ° C (113 ° F), con marcadores también necesarios para encontrar las ubicaciones exactas del flujo difuso.
Química
Al igual que con muchos sistemas alojados en basalto , Beebe tiene fluidos de miembros terminales que son muy ácidos en asociación con reacciones de disolución de basalto. Tales reacciones con el basalto pueden ser favorables para la formación de depósitos minerales hidrotermales . [9] Las concentraciones de dióxido de carbono y sulfuro de hidrógeno son elevadas en relación con el agua de las profundidades marinas, lo que se atribuye al origen del manto. [5]
El campo de ventilación alberga dos áreas principales de ventilación del fumador negro , con un fluido a temperaturas de más de 400 ° C y una salinidad baja de aproximadamente 2,3% en peso de NaCl. En estas condiciones, el fluido de ventilación es supercrítico en el orificio de ventilación y es uno de los pocos sitios de ventilación que se ha demostrado que albergan una ventilación supercrítica sostenida. [10] [11] Estas condiciones cálidas y ácidas hacen posible la precipitación de chimeneas de sulfuro metálico, lo que también les da a los respiraderos más calientes su característica apariencia de ahumador negro.
Las mediciones de hierro y manganeso en Beebe sugieren temperaturas subsuperficiales de 452 ° C o más. [5]
Compuestos orgánicos
Con abundante hierro en la columna de ventilación, ha habido muchos modelos que examinan el potencial de los ligandos que se unen al hierro cuando comienza la mezcla con agua de mar. Estos ligandos evitan la precipitación de hierro en fases minerales, haciéndolos potencialmente biodisponibles . [12]
Las altas temperaturas que actúan sobre el agua de mar pueden causar diagénesis o pirólisis de compuestos orgánicos, de modo que se rompan en compuestos más pequeños o alteren las configuraciones de los enlaces. Se han detectado pequeñas cantidades de alcanos , probablemente derivados de compuestos alterados hidrotermalmente del agua de mar profunda. [5] En áreas de ventilación más frías, se han detectado formiato y otros ácidos orgánicos en bajas concentraciones, ya que altas concentraciones de dióxido de carbono e hidrógeno gaseoso pueden favorecer termodinámicamente la síntesis de ácidos orgánicos abióticos.
Biología
Beebe tiene abundancia de camarones presentes en los orificios de ventilación, particularmente los de Rimicaris hybisae , pertenecientes a la familia de los Alvinocarididae , y son casi completamente ciegos. [13] Estos camarones tienen ojos cuando son jóvenes, pero los pierden a medida que envejecen, desarrollando un órgano sensor de luz que pueden usar para detectar el brillo infrarrojo de lugares calientes y ventilados. [14] Los camarones en el campo de ventilación de Beebe son únicos de los que se encuentran en el campo de Von Damm en que son de un color ligeramente más marrón debido a las altas concentraciones de hierro bombeado por los respiraderos.
También hay una gran cantidad de anémonas de aguas profundas , gasterópodos Provannid y langostas en cuclillas . [7] [15] Al igual que con otros campos de ventilación, es posible que aparezcan tiburones o peces errantes como los granaderos alrededor del campo.
Microbiología
Desde un punto de vista microbiano, hay capas visibles de actividad microbiana en los sistemas de ventilación de Beebe y Von Damm. Las rocas expuestas han mostrado bacterias filamentosas y sedimentos anaranjados alrededor del campo, donde se sugiere que microorganismos como Beggiatoa utilizan sulfuro de hidrógeno para ventilar fluidos para metabolizar quimiosintéticamente. [7] [15] Algunos de estos microorganismos están presentes en los crustáceos del respiradero o dentro de ellos, y son habitualmente pastoreados o desempeñando funciones como organismos simbióticos .
En lugares de ventilación con temperaturas más bajas, Sulfurovum se ha identificado como una bacteria dominante, mientras que Methanothermacoccus es una arquea abundante. [dieciséis]
Nombrar
Se sugirió que el sistema hidrotermal existía en un crucero oceanográfico liderado por Estados Unidos en 2009 en el R / V Cape Hatteras, con 3 plumas hidrotermales detectadas en la columna de agua: Piccard, Walsh y Europa. [3] [17] Beebe fue confirmado visualmente a principios de 2010 en una expedición liderada por los británicos con el RRS James Cook , aunque no se pudo encontrar el penacho de Piccard, por lo que el campo de ventilación se llamó Beebe. Los estadounidenses regresaron al campo de ventilación en 2011 en el Okeanos Explorer antes de las publicaciones científicas de la misión anterior, y nombraron al campo de ventilación Piccard, creando así un segundo nombre para el campo de ventilación. [18] La base de datos Interridge enumera el campo de ventilación como Beebe, aunque muchas revistas estadounidenses publican resultados con el nombre de Piccard.
El nombre original de la columna detectada, Piccard, puede provenir de Jacques Piccard , un oceanógrafo suizo que se sumergió con Don Walsh en el Challenger Deep . El nombre posterior de Beebe se debe al naturalista estadounidense William Beebe, quien frecuentemente se zambulló en la Batisfera antes de los sumergibles motorizados. [19]
Impactos humanos
El campo de ventilación de Beebe ha sido explorado muchas veces por científicos desde 2010, para recolectar muestras y videos. Las alteraciones comunes de los ecosistemas durante las expediciones hidrotermales, como las colecciones de rocas y la iluminación artificial, pueden ser particularmente perjudiciales en Beebe, donde los fotorreceptores de organismos pueden resultar dañados. [20]
En 2013, se llevó a cabo el crucero YK-13-05 de la Agencia Japonesa de Ciencia y Tecnología Marina-Terrestre (JAMSTEC) para muestrear y transmitir en vivo inmersiones del DSV Shinkai 6500 . Sin embargo, el cable de fibra óptica se rompió durante el bobinado varias veces y no se recuperó por completo. [21] La incertidumbre en la presencia de cables es un peligro potencial para los sumergibles operados por humanos como el DSV Alvin , que no puede bucear en Beebe debido a problemas de seguridad.
Los sulfuros metálicos de Beebe son ricos en oro y otros elementos industriales útiles, lo que podría hacer que la minería en aguas profundas sea una preocupación. [8]
enlaces externos
- El blog de la expedición británica de 2010.
- Sitio de ventilación de Beebe en la base de datos de Interridge
Referencias
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