De Wikipedia, la enciclopedia libre
Saltar a navegación Saltar a búsqueda
Hábitats marinos
Ventilador de champán white smokers.jpg
Fumadores blancos que emiten líquido rico en bario, calcio, silicio y dióxido de carbono en el respiradero de Champagne , volcán Eifuku del noroeste, Monumento Nacional Marino Fosa de las Marianas

Un respiradero hidrotermal es una fisura en el lecho marino de la cual se descarga agua calentada geotérmicamente . Los respiraderos hidrotermales se encuentran comúnmente cerca de lugares volcánicamente activos, áreas donde las placas tectónicas se están separando en centros de expansión , cuencas oceánicas y puntos calientes . [1] Los depósitos hidrotermales son rocas y depósitos de minerales formados por la acción de respiraderos hidrotermales.

Los respiraderos hidrotermales existen porque la tierra es geológicamente activa y tiene grandes cantidades de agua en su superficie y dentro de su corteza. Bajo el mar, los respiraderos hidrotermales pueden formar elementos llamados fumadores negros o fumadores blancos . En relación con la mayoría de las profundidades marinas, las áreas alrededor de los respiraderos hidrotermales submarinos son biológicamente más productivas, y a menudo albergan comunidades complejas alimentadas por los productos químicos disueltos en los fluidos del respiradero. Las bacterias quimiosintéticas y las arqueas forman la base de la cadena alimenticia y sustentan a diversos organismos, incluidos gusanos tubulares gigantes , almejas, lapas y camarones. Se cree que existen respiraderos hidrotermales activos en JúpiterEs la luna Europa , y Saturno 's luna Encelado , [2] [3] y se especula que los respiraderos hidrotermales antiguos existió una vez en Marte . [1] [4]

Propiedades físicas [ editar ]

En este diagrama de fases , la línea punteada verde ilustra el comportamiento anómalo del agua . La línea verde punteada marca el punto de fusión y la línea azul el punto de ebullición , mostrando cómo varían con la presión; la línea verde continua muestra el comportamiento típico del punto de fusión de otras sustancias.

Los respiraderos hidrotermales en las profundidades del océano se forman típicamente a lo largo de las dorsales oceánicas , como el East Pacific Rise y el Mid-Atlantic Ridge . Estos son lugares donde dos placas tectónicas divergen y se está formando una nueva corteza.

El agua que sale de los respiraderos hidrotermales del fondo marino consiste principalmente en agua de mar extraída del sistema hidrotermal cerca del edificio volcánico a través de fallas y sedimentos porosos o estratos volcánicos, además de algo de agua magmática liberada por el magma ascendente . [1] En los sistemas hidrotermales terrestres, la mayor parte del agua que circula dentro de los sistemas de fumarolas y géiseres es agua meteórica más agua subterránea que se ha filtrado al sistema térmico desde la superficie, pero también suele contener una parte de agua metamórfica , agua magmática. y salmuera formativa sedimentariaque es liberado por el magma. La proporción de cada uno varía de un lugar a otro.

En contraste con la temperatura ambiente del agua de aproximadamente 2 ° C (36 ° F) a estas profundidades, el agua emerge de estos respiraderos a temperaturas que van desde 60 ° C (140 ° F) [5] hasta 464 ° C (867 ° F). [6] [7] Debido a la alta presión hidrostática en estas profundidades, el agua puede existir en su forma líquida o como un fluido supercrítico a tales temperaturas. El punto crítico del agua (pura) es 375 ° C (707 ° F) a una presión de 218  atmósferas .

Resultados experimentales para el límite de vapor-líquido en la región crítica de 380 a 415 ° C

Sin embargo, la introducción de salinidad en el fluido eleva el punto crítico a temperaturas y presiones más altas. El punto crítico del agua de mar (3,2% en peso de NaCl) es 407 ° C (765 ° F) y 298,5 bares, [8] correspondientes a una profundidad de ~ 2.960 m (9.710 pies) por debajo del nivel del mar. En consecuencia, si un fluido hidrotermal con una salinidad de 3,2 wt. % NaCl ventila por encima de 407 ° C (765 ° F) y 298,5 bares, es supercrítico. Además, se ha demostrado que la salinidad de los fluidos de ventilación varía ampliamente debido a la separación de fases en la corteza. [9]El punto crítico para los fluidos de menor salinidad se encuentra en condiciones de temperatura y presión más bajas que las del agua de mar, pero más altas que las del agua pura. Por ejemplo, un fluido de ventilación con 2,24 wt. El% de salinidad de NaCl tiene el punto crítico a 400 ° C (752 ° F) y 280,5 bares. Así, el agua que emerge de las partes más calientes de algunos respiraderos hidrotermales puede ser un fluido supercrítico , que posee propiedades físicas entre las de un gas y las de un líquido . [6] [7]

Se encuentran ejemplos de ventilación supercrítica en varios sitios. Sister Peak (Campo hidrotermal Comfortless Cove, 4 ° 48′S 12 ° 22′W / 4.800 ° S 12.367 ° W / -4.800; -12.367 , profundidad de 2.996 mo 9.829 pies) ventila fluidos de tipo vapor de baja salinidad separados por fases . No se encontró que la ventilación sostenida fuera supercrítica, pero una breve inyección de 464 ° C (867 ° F) estuvo muy por encima de las condiciones supercríticas. Se descubrió que un sitio cercano, Turtle Pits, ventilaba fluido de baja salinidad a 407 ° C (765 ° F), que está por encima del punto crítico del fluido a esa salinidad. Un sitio de ventilación en Cayman Trough llamado Beebe, que es el sitio hidrotermal conocido más profundo del mundo a ~ 5.000 m (16.000 pies) por debajo del nivel del mar, ha mostrado una ventilación supercrítica sostenida a 401 ° C (754 ° F) y 2,3% en peso de NaCl. [10]

Aunque se han observado condiciones supercríticas en varios sitios, aún no se sabe qué importancia tiene, si es que tiene alguna, la ventilación supercrítica en términos de circulación hidrotermal, formación de depósitos minerales, flujos geoquímicos o actividad biológica.

Las etapas iniciales de una chimenea de ventilación comienzan con la deposición del mineral anhidrita . Los sulfuros de cobre , hierro y zinc se precipitan en los huecos de la chimenea, haciéndola menos porosa con el paso del tiempo. Se han registrado crecimientos de ventilación del orden de 30 cm (1 pie) por día. [11] Una exploración de abril de 2007 de los respiraderos de aguas profundas frente a la costa de Fiji encontró que esos respiraderos eran una fuente importante de hierro disuelto (ver ciclo del hierro ). [12]

Fumadores negros y fumadores blancos [ editar ]

Diagrama del ciclo biogeoquímico de los respiraderos de aguas profundas
Grabación de sonido de un fumador negro.

Algunos respiraderos hidrotermales forman estructuras de chimenea aproximadamente cilíndricas. Estos se forman a partir de minerales que se disuelven en el fluido de ventilación. Cuando el agua sobrecalentada entra en contacto con el agua de mar casi helada, los minerales se precipitan para formar partículas que aumentan la altura de las pilas. Algunas de estas estructuras de chimeneas pueden alcanzar alturas de 60 m. [13] Un ejemplo de un respiradero tan imponente fue "Godzilla", una estructura en el fondo marino profundo del Océano Pacífico cerca de Oregon que se elevó a 40 m antes de caer en 1996. [14]

Los fumadores negros se descubrieron por primera vez en 1979 en el East Pacific Rise a 21 ° de latitud norte.

Un fumador negro o respiradero de aguas profundas es un tipo de respiradero hidrotermal que se encuentra en el lecho marino , típicamente en la zona batial (con mayor frecuencia en profundidades de 2500 ma 3000 m), pero también en profundidades menores y más profundas en la zona abisal. . [1] Aparecen como estructuras negras en forma de chimenea que emiten una nube de material negro. Los fumadores negros suelen emitir partículas con altos niveles de minerales que contienen azufre o sulfuros. Los fumadores negros se forman en campos de cientos de metros de ancho cuando el agua sobrecalentada de debajo de la corteza terrestre atraviesa el fondo del océano (el agua puede alcanzar temperaturas superiores a 400 ° C). [1]Esta agua es rica en minerales disueltos de la corteza, sobre todo sulfuros . Cuando entra en contacto con el agua fría del océano, se precipitan muchos minerales, formando una estructura negra similar a una chimenea alrededor de cada respiradero. Los sulfuros metálicos depositados pueden convertirse en depósitos masivos de mineral de sulfuro con el tiempo. Algunos fumadores negros en la porción de las Azores de la Cordillera del Atlántico Medio son extremadamente ricos en contenido de metales , como Rainbow con concentraciones de hierro de 24,000 μM . [15]

Los fumadores negros fueron descubiertos por primera vez en 1979 en el East Pacific Rise por científicos de la Institución Scripps de Oceanografía durante el Proyecto RISE . [16] Fueron observados utilizando el vehículo de inmersión profunda ALVIN de la Institución Oceanográfica Woods Hole . Ahora, se sabe que existen fumadores negros en los océanos Atlántico y Pacífico , a una profundidad promedio de 2100 metros. Los fumadores negros más al norte son un grupo de cinco llamados Castillo de Loki , [17] descubierto en 2008 por científicos de la Universidad de Bergen en 73 ° N , en elCordillera del Atlántico Medio entre Groenlandia y Noruega . Estos fumadores negros son de interés ya que se encuentran en un área más estable de la corteza terrestre, donde las fuerzas tectónicas son menores y, en consecuencia, los campos de respiraderos hidrotermales son menos comunes. [18] Los fumadores negros conocidos más profundos del mundo se encuentran en Cayman Trough , 5.000 m (3,1 millas) por debajo de la superficie del océano. [19]

Los respiraderos blancos de los fumadores emiten minerales de tonos más claros, como los que contienen bario , calcio y silicio . Estos respiraderos también tienden a tener columnas de temperatura más baja, probablemente porque generalmente están lejos de su fuente de calor. [1]

Los fumadores blancos y negros pueden coexistir en el mismo campo hidrotermal, pero generalmente representan respiraderos proximales (cercanos) y distales (distantes) a la zona principal de flujo ascendente, respectivamente. Sin embargo, los fumadores blancos corresponden principalmente a etapas menguantes de tales campos hidrotermales, ya que las fuentes de calor magmático se alejan progresivamente de la fuente (debido a la cristalización del magma) y los fluidos hidrotermales se vuelven dominados por agua de mar en lugar de agua magmática. Los fluidos mineralizantes de este tipo de ventilación son ricos en calcio y forman depósitos predominantemente ricos en sulfato (es decir, barita y anhidrita) y carbonato. [1]

Biología de los respiraderos hidrotermales [ editar ]

Tradicionalmente se ha considerado que la vida está impulsada por la energía del sol, pero los organismos de las profundidades marinas no tienen acceso a la luz solar, por lo que las comunidades biológicas alrededor de los respiraderos hidrotermales deben depender de los nutrientes que se encuentran en los depósitos químicos polvorientos y los fluidos hidrotermales en los que viven. Anteriormente, los oceanógrafos bentónicos asumían que los organismos de los respiraderos dependían de la nieve marina , al igual que los organismos de las profundidades marinas. Esto los dejaría dependientes de la vida vegetal y, por lo tanto, del sol. Algunos organismos de respiraderos hidrotermales consumen esta "lluvia", pero sólo con un sistema así, las formas de vida serían escasas. Sin embargo, en comparación con el fondo marino circundante, las zonas de ventilación hidrotermal tienen una densidad de organismos de 10.000 a 100.000 veces mayor.

Los respiraderos hidrotermales son reconocidos como un tipo de ecosistemas de base quimiosintética (CBE) donde la productividad primaria es impulsada por compuestos químicos como fuentes de energía en lugar de luz ( quimioautotrofia ). [20] Las comunidades de respiraderos hidrotermales son capaces de mantener una gran cantidad de vida porque los organismos de los respiraderos dependen de las bacterias quimiosintéticas para alimentarse. El agua del respiradero hidrotermal es rica en minerales disueltos y sostiene una gran población de bacterias quimioautótrofas. Estas bacterias usan compuestos de azufre, particularmente sulfuro de hidrógeno , un químico altamente tóxico para la mayoría de los organismos conocidos, para producir material orgánico a través del proceso de quimiosíntesis .

Comunidades biológicas [ editar ]

Artículos principales: comunidades de aguas profundas , formas de vida más antiguas conocidas , géiser § biología de géiseres , aguas termales § biota en aguas termales y comunidades microbianas de respiraderos hidrotermales
Más información: hipertermófilo y termófilo

El ecosistema así formado depende de la existencia continua del campo de ventilación hidrotermal como fuente primaria de energía, que difiere de la mayor parte de la vida en la superficie de la Tierra, que se basa en la energía solar . Sin embargo, aunque a menudo se dice que estas comunidades existen independientemente del sol, algunos de los organismos en realidad dependen del oxígeno producido por organismos fotosintéticos, mientras que otros son anaeróbicos .

Una densa fauna ( Kiwa anomurans y Vulcanolepas -como los percebes acechados) cerca de los respiraderos de East Scotia Ridge
Gusanos de tubo gigantes ( Riftia pachyptila ) se agrupan alrededor de los conductos de ventilación en el Rift de Galápagos

Las bacterias quimiosintéticas crecen en una estera gruesa que atrae a otros organismos, como anfípodos y copépodos , que se alimentan directamente de las bacterias. Los organismos más grandes, como caracoles, camarones, cangrejos, gusanos de tubo , peces (especialmente eelpout , anguila degollada , ophidiiformes y Symphurus thermophilus ) y pulpos (en particular Vulcanoctopus hydrothermalis ), forman una cadena alimentaria de relaciones de depredador y presa por encima de los consumidores primarios. Las principales familias de organismos que se encuentran alrededor de los respiraderos del lecho marino son anélidos , pogonóforos y gasterópodos.y crustáceos, con grandes bivalvos , gusanos vestimentíferos y camarones "sin ojos" que constituyen la mayor parte de los organismos no microbianos.

Los gusanos tubulares siboglínidos , que pueden crecer hasta más de 2 m (6,6 pies) de altura en las especies más grandes, a menudo forman una parte importante de la comunidad alrededor de un respiradero hidrotermal. No tienen boca ni tracto digestivo y, al igual que los gusanos parásitos, absorben los nutrientes producidos por las bacterias en sus tejidos. Se encuentran alrededor de 285 mil millones de bacterias por onza de tejido de gusano tubular. Los gusanos tubícolas tienen penachos rojos que contienen hemoglobina . La hemoglobina se combina con el sulfuro de hidrógeno y lo transfiere a las bacterias que viven dentro del gusano. A cambio, las bacterias nutren al gusano con compuestos de carbono. Dos de las especies que habitan un respiradero hidrotermal son Tevnia jerichonana y Riftia pachyptila . Una comunidad descubierta, apodada " Eel City", consiste predominantemente en la anguila Dysommina rugosa . Aunque las anguilas no son infrecuentes, los invertebrados suelen dominar los respiraderos hidrotermales. Eel City se encuentra cerca del cono volcánico de Nafanua , Samoa Americana . [21]

En 1993, ya se sabía que había más de 100 especies de gasterópodos en los respiraderos hidrotermales. [22] Se han descubierto más de 300 nuevas especies en respiraderos hidrotermales, [23] muchas de ellas "especies hermanas" de otras que se encuentran en áreas de respiraderos geográficamente separados. Se ha propuesto que antes de que la placa de América del Norte invalidara la dorsal oceánica , se encontraba una única región de ventilación biogeográfica en el Pacífico oriental. [24] La barrera posterior para viajar inició la divergencia evolutiva de especies en diferentes lugares. Los ejemplos de evolución convergente observados entre distintos respiraderos hidrotermales se consideran un apoyo importante para la teoría de la selección natural y de la evolución en su conjunto.

Aunque la vida es muy escasa a estas profundidades, los fumadores negros son el centro de ecosistemas completos . La luz solar es inexistente, por lo que muchos organismos, como las arqueas y los extremófilos , convierten el calor, el metano y los compuestos de azufre proporcionados por los fumadores negros en energía a través de un proceso llamado quimiosíntesis . Las formas de vida más complejas, como las almejas y los gusanos tubícolas , se alimentan de estos organismos. Los organismos en la base de la cadena alimentaria también depositan minerales en la base del ahumador negro, completando así el ciclo de vida .

Se ha encontrado una especie de bacteria fototrófica que vive cerca de un fumador negro frente a la costa de México a una profundidad de 2,500 m (8,200 pies). Ninguna luz del sol penetra tan lejos en las aguas. En cambio, las bacterias, que forman parte de la familia Chlorobiaceae , utilizan el tenue brillo del ahumador negro para la fotosíntesis . Este es el primer organismo descubierto en la naturaleza que utiliza exclusivamente una luz distinta a la luz solar para la fotosíntesis. [25]

Constantemente se descubren especies nuevas e inusuales en el vecindario de los fumadores negros. El gusano de Pompeya Alvinella pompejana , que es capaz de soportar temperaturas de hasta 80 ° C (176 ° F), se encontró en la década de 1980, y un gasterópodo de patas escamosas Chrysomallon squamiferum en 2001 durante una expedición a la zona hidrotermal de Kairei en el Océano Índico campo de ventilación. Este último utiliza sulfuros de hierro ( pirita y greigita) para la estructura de sus escleritos dérmicos (partes del cuerpo endurecidas), en lugar de carbonato de calcio . La presión extrema de 2500 m de agua (aproximadamente 25  megapascales o 250  atmósferas) se cree que desempeña un papel en la estabilización del sulfuro de hierro con fines biológicos. Este blindaje probablemente sirve como defensa contra la rádula (dientes) venenosa de los caracoles depredadores en esa comunidad.

En marzo de 2017, los investigadores informaron evidencia de posiblemente las formas de vida más antiguas de la Tierra . Se descubrieron supuestos microorganismos fosilizados en precipitados de respiraderos hidrotermales en el cinturón de Nuvvuagittuq de Quebec, Canadá , que puede haber vivido hace 4.280 millones de años , poco después de que los océanos se formaran hace 4.400 millones de años y poco después de la formación de la Tierra. Hace 4.540 millones de años. [26] [27] [28]

Simbiosis animal-bacteriana [ editar ]

Los ecosistemas de respiraderos hidrotermales tienen una enorme biomasa y productividad, pero esto se basa en las relaciones simbióticas que han evolucionado en los respiraderos. Los ecosistemas de respiraderos hidrotermales de aguas profundas difieren de sus contrapartes hidrotermales terrestres y de aguas someras debido a la simbiosis que se produce entre los huéspedes de macroinvertebrados y los simbiontes microbianos quimioautótrofos en los primeros. [29] Dado que la luz solar no llega a los respiraderos hidrotermales de aguas profundas, los organismos en los respiraderos hidrotermales de aguas profundas no pueden obtener energía del sol para realizar la fotosíntesis. En cambio, la vida microbiana que se encuentra en los respiraderos hidrotermales es quimiosintética; fijan el carbono utilizando energía de sustancias químicas como el sulfuro, en contraposición a la energía luminosa del sol. En otras palabras, el simbionte convierte moléculas inorgánicas (H 2 S, CO2 , O) a moléculas orgánicas que el anfitrión luego usa como nutrición. Sin embargo, el sulfuro es una sustancia extremadamente tóxica para la mayor parte de la vida en la Tierra. Por esta razón, los científicos se asombraron cuando encontraron por primera vez respiraderos hidrotermales llenos de vida en 1977. Lo que se descubrió fue la simbiosis ubicua de quimioautótrofos que viven en (endosimbiosis) las branquias de los animales del respiradero; la razón por la cual la vida multicelular es capaz de sobrevivir a la toxicidad de los sistemas de ventilación. Por lo tanto, los científicos ahora están estudiando cómo los simbiontes microbianos ayudan en la desintoxicación de sulfuros (por lo tanto, permiten que el huésped sobreviva a condiciones que de otro modo serían tóxicas). Trabajar en el microbiomaLa función muestra que los microbiomas asociados al huésped también son importantes en el desarrollo del huésped, la nutrición, la defensa contra los depredadores y la desintoxicación. A cambio, el anfitrión proporciona al simbionte los productos químicos necesarios para la quimiosíntesis, como carbono, sulfuro y oxígeno. [ cita requerida ]

En las primeras etapas del estudio de la vida en los respiraderos hidrotermales, existían diferentes teorías sobre los mecanismos por los cuales los organismos multicelulares podían adquirir nutrientes de estos ambientes y cómo podían sobrevivir en condiciones tan extremas. En 1977, se planteó la hipótesis de que las bacterias quimioautótrofas de los respiraderos hidrotermales podrían ser responsables de contribuir a la dieta de los bivalvos que se alimentan en suspensión. [30]

Finalmente, en 1981, se entendió que la adquisición de la nutrición del gusano tubular gigante ocurrió como resultado de endosimbiontes bacterianos quimioautótrofos. [31] [32] [33] A medida que los científicos continuaban estudiando la vida en las fuentes hidrotermales, se entendió que las relaciones simbióticas entre los quimioautótrofos y las especies de invertebrados de la macrofauna eran omnipresentes. Por ejemplo, en 1983, se confirmó que el tejido de las branquias de las almejas contenía endosimbiontes bacterianos; [34] en 1984 también se descubrió que los mejillones batimodiólidos y las almejas vesicomídicas portan endosimbiontes. [35] [36]

Sin embargo, los mecanismos por los cuales los organismos adquieren sus simbiontes difieren, al igual que las relaciones metabólicas. Por ejemplo, los gusanos tubícolas no tienen boca ni intestino, pero tienen un "trofosoma", que es donde se ocupan de la nutrición y donde se encuentran sus endosimbiontes. También tienen una pluma de color rojo brillante, que utilizan para absorber compuestos como O, H 2 S y CO 2., que alimentan a los endosimbiontes en su trofosoma. Sorprendentemente, la hemoglobina de los gusanos tubícolas (que, por cierto, es la razón del color rojo brillante de la pluma) es capaz de transportar oxígeno sin interferencia o inhibición del sulfuro, a pesar de que el oxígeno y el sulfuro suelen ser muy reactivos. En 2005, se descubrió que esto es posible debido a los iones de zinc que se unen al sulfuro de hidrógeno en la hemoglobina de los gusanos tubícolas, lo que evita que el sulfuro reaccione con el oxígeno. También reduce el tejido de los gusanos tubícolas de la exposición al sulfuro y proporciona a las bacterias el sulfuro para realizar la quimioautotrofia. [37] También se ha descubierto que los gusanos de tubo pueden metabolizar el CO 2de dos formas diferentes, y puede alternar entre las dos según sea necesario a medida que cambian las condiciones ambientales. [38]

En 1988, la investigación confirmó la presencia de bacterias tirotróficas (oxidantes de sulfuro) en Alvinochonca hessleri , un gran molusco de ventilación. [39] Para evitar la toxicidad del sulfuro, los mejillones primero lo convierten en tiosulfato antes de llevarlo a los simbiontes. [40] En el caso de organismos móviles como los camarones alvinocaridos, deben rastrear ambientes óxicos (ricos en oxígeno) / anóxicos (pobres en oxígeno) a medida que fluctúan en el ambiente. [ cita requerida ]

Los organismos que viven en el borde de los campos de respiraderos hidrotermales, como las vieiras pectínidas, también llevan endosimbiontes en sus branquias y, como resultado, su densidad bacteriana es baja en relación con los organismos que viven más cerca del respiradero. Sin embargo, también se reduce la dependencia de la vieira del endosimbionte microbiano para obtener su nutrición. [ cita requerida ]

Además, no todos los animales hospedadores tienen endosimbiontes; algunos tienen episimbiontes, simbiontes que viven en el animal y no en el interior del animal. Los camarones que se encuentran en los respiraderos de la Cordillera del Atlántico Medio alguna vez se pensó como una excepción a la necesidad de simbiosis para la supervivencia de los macroinvertebrados en los respiraderos. Eso cambió en 1988 cuando se descubrió que portaban episimbiontes. [41] Desde entonces, se ha descubierto que otros organismos en los respiraderos también llevan episimbiontes, [42] como Lepetodrilis fucensis. [43]

Además, mientras que algunos simbiontes reducen los compuestos de azufre, otros se conocen como "metanótrofos" y reducen los compuestos de carbono, a saber, el metano. Los mejillones batmodiólidos son un ejemplo de un huésped que contiene endosimbiontes metanotróficos; sin embargo, estos últimos ocurren principalmente en filtraciones frías en lugar de respiraderos hidrotermales. [ cita requerida ]

Si bien la quimiosíntesis que ocurre en las profundidades del océano permite a los organismos vivir sin luz solar en el sentido inmediato, técnicamente todavía dependen del sol para sobrevivir, ya que el oxígeno en el océano es un subproducto de la fotosíntesis. Sin embargo, si el sol desapareciera repentinamente y la fotosíntesis dejara de ocurrir en nuestro planeta, la vida en los respiraderos hidrotermales de las profundidades marinas podría continuar durante milenios (hasta que se agotara el oxígeno). [ cita requerida ]

Teoría del origen hidrotermal de la vida [ editar ]

Artículo principal: Abiogénesis § respiraderos hidrotermales de aguas profundas
Ver también: ciclo del azufre

La dinámica química y térmica en los respiraderos hidrotermales hace que estos ambientes sean altamente adecuados termodinámicamente para que tengan lugar los procesos de evolución química. Por lo tanto, el flujo de energía térmica es un agente permanente y se supone que ha contribuido a la evolución del planeta, incluida la química prebiótica. [1]

Günter Wächtershäuser propuso la teoría del mundo de hierro-azufre y sugirió que la vida podría haberse originado en fuentes hidrotermales. Wächtershäuser propuso que una forma temprana de metabolismo es anterior a la genética. Por metabolismo se refería a un ciclo de reacciones químicas que liberan energía en una forma que puede ser aprovechada por otros procesos. [44]

Se ha propuesto que la síntesis de aminoácidos podría haber ocurrido en las profundidades de la corteza terrestre y que estos aminoácidos se inyectaron posteriormente junto con los fluidos hidrotermales en aguas más frías, donde las temperaturas más bajas y la presencia de minerales arcillosos habrían fomentado la formación de péptidos y protoceldas . [45] Ésta es una hipótesis atractiva debido a la abundancia de CH 4 ( metano ) y NH 3 ( amoniaco) presente en las regiones de respiraderos hidrotermales, una condición que no fue proporcionada por la atmósfera primitiva de la Tierra. Una limitación importante de esta hipótesis es la falta de estabilidad de las moléculas orgánicas a altas temperaturas, pero algunos han sugerido que la vida se habría originado fuera de las zonas de mayor temperatura. [46] Hay numerosas especies de extremófilos y otros organismos que actualmente viven inmediatamente alrededor de los respiraderos de aguas profundas, lo que sugiere que este es un escenario posible.

La investigación experimental y el modelado por computadora indican que las superficies de las partículas minerales dentro de los respiraderos hidrotermales tienen propiedades catalíticas similares a las enzimas y son capaces de crear moléculas orgánicas simples, como metanol (CH 3 OH) y ácido fórmico (HCO 2 H), a partir del CO 2 disuelto en el agua. [47] [48] [49]

Se cree que los respiraderos hidrotermales alcalinos (fumadores blancos) podrían ser más adecuados para la vida emergente que los fumadores negros debido a sus condiciones de pH. [50] [51]

La biosfera profunda y caliente [ editar ]

Al comienzo de su artículo de 1992 The Deep Hot Biosphere , Thomas Gold se refirió a los respiraderos oceánicos en apoyo de su teoría de que los niveles inferiores de la tierra son ricos en material biológico vivo que llega a la superficie. [52] Amplió aún más sus ideas en el libro The Deep Hot Biosphere . [53]

Un artículo sobre la producción de hidrocarburos abiogénicos en la edición de febrero de 2008 de la revista Science utilizó datos de experimentos en el campo hidrotermal de la Ciudad Perdida para informar cómo la síntesis abiótica de hidrocarburos de baja masa molecular a partir de dióxido de carbono derivado del manto puede ocurrir en presencia de rocas ultramáficas, agua. y cantidades moderadas de calor. [54]

Descubrimiento y exploración [ editar ]

Ver también: Depósito de mineral de sulfuro masivo volcanogénico
Una sección transversal de un depósito de mineral de sulfuro masivo volcanogénico (VMS) típico como se ve en el registro sedimentario [55]

En 1949, un estudio de aguas profundas informó de salmueras anormalmente calientes en la parte central del Mar Rojo . Trabajos posteriores en la década de 1960 confirmaron la presencia de salmueras salinas calientes a 60 ° C (140 ° F) y lodos metalíferos asociados. Las soluciones calientes emanaban de una grieta submarina activa . El carácter altamente salino de las aguas no era hospitalario para los organismos vivos. [56] Las salmueras y los lodos asociados se están investigando actualmente como fuente de metales básicos y preciosos extraíbles.

En junio de 1976, científicos de la Institución de Oceanografía Scripps obtuvieron la primera evidencia de respiraderos hidrotermales submarinos a lo largo del Rift de Galápagos, un espolón del East Pacific Rise , en la expedición Pléyades II , utilizando el sistema de imágenes del fondo marino Deep-Tow. [57] En 1977, los primeros artículos científicos sobre respiraderos hidrotermales fueron publicados [58] por científicos de la Institución Scripps de Oceanografía ; El científico investigador Peter Lonsdale publicó fotografías tomadas con cámaras de arrastre profundo, [59] y la estudiante de doctorado Kathleen Crane publicó mapas y datos de anomalías de temperatura. [60]Se desplegaron transpondedores en el sitio, que fue apodado "Clam-bake", para permitir que una expedición regresara el año siguiente para observaciones directas con el DSV Alvin .

Los ecosistemas quimiosintéticos que rodean los respiraderos hidrotermales submarinos del Rift de Galápagos se observaron directamente por primera vez en 1977, cuando un grupo de geólogos marinos financiado por la National Science Foundation regresó a los sitios de Clambake. El investigador principal del estudio sumergible fue Jack Corliss de la Universidad Estatal de Oregon . Corliss y Tjeerd van Andel de la Universidad de Stanford observaron y tomaron muestras de los respiraderos y su ecosistema el 17 de febrero de 1977, mientras buceaban en el DSV Alvin , un sumergible de investigación operado por la Institución Oceanográfica Woods Hole (WHOI). [61] Otros científicos en el crucero de investigación incluyeron a Richard (Dick) Von Herzen.y Robert Ballard de WHOI, Jack Dymond y Louis Gordon de la Universidad Estatal de Oregon, John Edmond y Tanya Atwater del Instituto de Tecnología de Massachusetts , Dave Williams del Servicio Geológico de Estados Unidos y Kathleen Crane del Instituto de Oceanografía Scripps . [61] [62] Este equipo publicó sus observaciones de los respiraderos, los organismos y la composición de los fluidos del respiradero en la revista Science. [63] En 1979, un equipo de biólogos dirigido por J. Frederick Grassle, en ese momento en WHOI, regresó al mismo lugar para investigar las comunidades biológicas descubiertas dos años antes.

Los respiraderos hidrotermales de alta temperatura, los "fumadores negros", fueron descubiertos en la primavera de 1979 por un equipo de la Institución de Oceanografía Scripps utilizando el sumergible Alvin . La expedición RISE exploró el East Pacific Rise a 21 ° N con el objetivo de probar el mapeo geofísico del fondo marino con el Alvin y encontrar otro campo hidrotermal más allá de los respiraderos del Rift de Galápagos. La expedición fue dirigida por Fred Spiess y Ken Macdonald e incluyó participantes de Estados Unidos, México y Francia. [16] La región de buceo fue seleccionada en base al descubrimiento de montículos de minerales de sulfuro en el fondo marino por la expedición francesa CYAMEX en 1978. [64] Antes de las operaciones de buceo, el miembro de la expedición Robert Ballard localizó anomalías en la temperatura del agua cerca del fondo utilizando un paquete de instrumentos profundamente remolcado. La primera inmersión tuvo como objetivo una de esas anomalías. El domingo de Pascua el 15 de abril de 1979 durante una inmersión de Alvin a 2600 metros, Roger Larson y Bruce Luyendyk encontraron un campo de respiradero hidrotermal con una comunidad biológica similar a los respiraderos de Galápagos. En una inmersión posterior el 21 de abril, William Normark y Thierry Juteau descubrieron los respiraderos de alta temperatura que emitían chorros de partículas minerales negras de las chimeneas; los fumadores negros. [65] Después de esto, Macdonald y Jim Aiken instalaron una sonda de temperatura para Alvin.para medir la temperatura del agua en las rejillas de ventilación del ahumador negro. Esto observó las temperaturas más altas registradas en los respiraderos hidrotermales de aguas profundas (380 ± 30 ° C). [66] El análisis del material de los ahumadores negros y las chimeneas que los alimentaban reveló que los precipitados de sulfuro de hierro son los minerales comunes en el "humo" y las paredes de las chimeneas. [67] 

En 2005, Neptune Resources NL, una empresa de exploración minera, solicitó y se le otorgaron 35.000 km 2 de derechos de exploración sobre el Arco de Kermadec en la Zona Económica Exclusiva de Nueva Zelanda para explorar depósitos de sulfuros masivos en el fondo marino , una nueva fuente potencial de plomo . zinc - sulfuros de cobre formados a partir de campos de ventilación hidrotermales modernos. El descubrimiento de un respiradero en el Océano Pacífico frente a la costa de Costa Rica , llamado campo de respiradero hidrotermal de Medusa (en honor a la Medusa de pelo de serpiente de la mitología griega ), se anunció en abril de 2007. [68]El campo hidrotermal de Ashadze (13 ° N en la Cordillera del Atlántico Medio, elevación -4200 m) fue el campo hidrotermal de alta temperatura más profundo conocido hasta 2010, cuando una pluma hidrotermal que emanaba del sitio Beebe [69] ( 18 ° 33′N 81 ° 43'W , elevación -5000 m) fue detectado por un grupo de científicos del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA y la Institución Oceanográfica Woods Hole . Este sitio está ubicado en los 110 km de largo, de extensión ultralenta Mid-Cayman Rise dentro de Cayman Trough . [70] A principios de 2013, se descubrieron los respiraderos hidrotermales más profundos conocidos en el Mar Caribe a una profundidad de casi 5.000 metros (16.000 pies). [71]  / 18.550 ° N 81.717 ° W / 18,550; -81.717

Los oceanógrafos están estudiando los volcanes y las fuentes hidrotermales de la cordillera del océano medio Juan de Fuca , donde las placas tectónicas se alejan unas de otras. [72]

Actualmente se están explorando respiraderos hidrotermales y otras manifestaciones geotérmicas en la Bahía de Concepción, Baja California Sur, México. [73]

Distribución [ editar ]

Los respiraderos hidrotermales se distribuyen a lo largo de los límites de las placas de la Tierra, aunque también se pueden encontrar en ubicaciones dentro de las placas, como los volcanes hotspot. En 2009 había aproximadamente 500 campos de respiraderos hidrotermales submarinos activos conocidos, con aproximadamente la mitad observados visualmente en el fondo marino y la otra mitad sospechosos de indicadores de la columna de agua y / o depósitos del fondo marino. [74] La oficina del programa InterRidge alberga una base de datos global para las ubicaciones de los campos de respiraderos hidrotermales submarinos activos conocidos .

Distribución de respiraderos hidrotermales. Este mapa fue creado haciendo uso de la base de datos InterRidge ver.3.3.

Rogers y col. (2012) [75] reconoció al menos 11 provincias biogeográficas de sistemas de ventilación hidrotermal:

  1. Provincia de Mid-Atlantic Ridge ,
  2. Provincia de East Scotia Ridge ,
  3. provincia de Rise del Pacífico Oriental del Norte ,
  4. provincia de la subida del Pacífico oriental central,
  5. provincia de Rise del Pacífico Oriental Sur,
  6. al sur de la Microplaca de Pascua ,
  7. Provincia del océano Índico,
  8. cuatro provincias del Pacífico occidental y muchas más.

Explotación [ editar ]

Los respiraderos hidrotermales, en algunos casos, han llevado a la formación de recursos minerales explotables a través de la deposición de depósitos de sulfuros masivos en el fondo marino . El yacimiento de Mount Isa ubicado en Queensland , Australia , es un excelente ejemplo. [76] Muchos respiraderos hidrotermales son ricos en cobalto , oro , cobre y metales de tierras raras esenciales para los componentes electrónicos. [77] Se considera que la ventilación hidrotermal en el lecho marino de Archean ha formado formaciones de hierro en bandas de tipo Algoma que han sido una fuente de mineral de hierro.. [78]

Recientemente, las empresas de exploración minera, impulsadas por la elevada actividad de precios en el sector de los metales básicos durante mediados de la década de 2000, han centrado su atención en la extracción de recursos minerales de los campos hidrotermales del lecho marino. En teoría, son posibles reducciones significativas de costos. [79]

En países como Japón, donde los recursos minerales se derivan principalmente de las importaciones internacionales, [80] existe un impulso particular para la extracción de recursos minerales del fondo marino. [81] La primera minería "a gran escala" de depósitos minerales de respiraderos hidrotermales fue realizada por  la Corporación Nacional de Petróleo, Gas y Metales de Japón (JOGMEC) en agosto-septiembre de 2017. JOGMEC llevó a cabo esta operación utilizando el buque de investigación Hakurei . Esta extracción se llevó a cabo en el campo de ventilación 'Izena hole / caldron' dentro de la cuenca hidrotermalmente activa de arco posterior conocida como Okinawa Trough, que contiene 15 campos de ventilación confirmados según la base de datos de InterRidge Vents.

Actualmente, dos empresas se encuentran en las últimas etapas del inicio de la extracción de sulfuros masivos (SMS) del fondo marino. Nautilus Minerals se encuentra en las etapas avanzadas de comenzar la extracción de su depósito Solwarra, en el archipiélago de Bismarck , y Neptune Minerals se encuentra en una etapa anterior con su depósito Rumble II West, ubicado en el Arco de Kermadec , cerca de las Islas Kermadec . Ambas empresas proponen utilizar tecnología existente modificada. Nautilus Minerals, en asociación con Placer Dome (ahora parte de Barrick Gold ), logró en 2006 devolver más de 10 toneladas métricas de SMS extraídos a la superficie utilizando cortadores de tambor modificados montados en un ROV, una novedad mundial. [82]En 2007, Neptune Minerals logró recuperar muestras de sedimentos SMS utilizando una bomba de succión de la industria petrolera modificada montada en un ROV, también una primicia mundial. [83]

La minería potencial del lecho marino tiene impactos ambientales que incluyen columnas de polvo de maquinaria minera que afectan a los organismos que se alimentan por filtración, [77] colapso o reapertura de conductos de ventilación, liberación de clatrato de metano o incluso deslizamientos de tierra subaceánica. [84] En la actualidad, las dos empresas mencionadas están realizando una gran cantidad de trabajo para garantizar que se comprendan bien los posibles impactos ambientales de la minería del fondo marino y se apliquen medidas de control antes de que comience la explotación. [85] Sin embargo, podría decirse que este proceso se ha visto obstaculizado por la distribución desproporcionada del esfuerzo de investigación entre los ecosistemas de respiraderos: los ecosistemas de respiraderos hidrotermales mejor estudiados y comprendidos no son representativos de los que están destinados a la minería. [86]

En el pasado se ha intentado explotar minerales del lecho marino. Las décadas de 1960 y 1970 vieron una gran actividad (y gasto) en la recuperación de nódulos de manganeso de las llanuras abisales , con diversos grados de éxito. Sin embargo, esto demuestra que la recuperación de minerales del lecho marino es posible, y ha sido posible durante algún tiempo. La extracción de nódulos de manganeso sirvió como historia de tapa para el elaborado intento en 1974 de la CIA de levantar el submarino soviético hundido K-129 , utilizando el Glomar Explorer , un barco construido especialmente para la tarea por Howard Hughes . [87] La operación se conoció como Proyecto Azorian., y la historia de portada de la extracción de nódulos de manganeso en el fondo marino puede haber servido como impulso para impulsar a otras empresas a realizar el intento.

Conservación [ editar ]

La conservación de los respiraderos hidrotermales ha sido objeto de discusiones a veces acaloradas en la comunidad oceanográfica durante los últimos 20 años. [88] Se ha señalado que es posible que los que causen el mayor daño a estos hábitats bastante raros sean los científicos. [89] [90] Ha habido intentos de forjar acuerdos sobre el comportamiento de los científicos que investigan los sitios de ventilación, pero aunque existe un código de práctica acordado, todavía no existe un acuerdo internacional formal y legalmente vinculante. [91]

Ver también [ editar ]

  • Piscina de salmuera  - gran área de salmuera en la cuenca del océano
  • Respiraderos hidrotermales Endeavour  : un grupo de respiraderos hidrotermales en el noreste del Océano Pacífico al suroeste de la isla de Vancouver, Columbia Británica, Canadá
  • Magic Mountain (Columbia Británica)  : campo de ventilación hidrotermal en el sur de Explorer Ridge, al oeste de la isla de Vancouver, Columbia Británica
  • 9 ° Norte  : una región de respiraderos hidrotermales en la subida del Pacífico oriental en el Océano Pacífico
  • Abiogénesis  : proceso natural por el cual la vida surge de la materia no viva.
  • Monte submarino Pito  : un monte submarino en el Océano Pacífico al norte-noroeste de la Isla de Pascua
  • Volcán  submarino: respiraderos submarinos o fisuras en la superficie de la Tierra desde las que puede hacer erupción el magma.
  • Depósito de mineral de sulfuro masivo volcánico , también conocido como depósito VMS
  • Extremófilo  : organismos capaces de vivir en entornos extremos.

Referencias [ editar ]

  1. ↑ a b c d e f g h Colín-García, María (2016). "Respiraderos hidrotermales y química prebiótica: una revisión". Boletín de la Sociedad Geológica Mexicana . 68 (3): 599–620. doi : 10.18268 / BSGM2016v68n3a13 .
  2. ^ Chang, Kenneth (13 de abril de 2017). "Condiciones de vida detectadas en la luna de Saturno Encelado" . New York Times . Consultado el 14 de abril de 2017 .
  3. ^ "Los datos de la nave espacial sugieren que el océano de la luna de Saturno puede albergar actividad hidrotermal" . NASA . 11 de marzo de 2015 . Consultado el 12 de marzo de 2015 .
  4. ^ Paine, M. (15 de mayo de 2001). "Exploradores de Marte para beneficiarse de la investigación australiana" . Space.com . Archivado desde el original el 21 de febrero de 2006.
  5. ^ García, Elena Guijarro; Ragnarsson, Stefán Akí; Steingrimsson, Sigmar Arnar; Nævestad, Dag; Haraldsson, Haukur; Fosså, Jan Helge; Tendal, Ole Secher; Eiríksson, Hrafnkell (2007). Pesca de arrastre de fondo y dragado de vieiras en el Ártico: impactos de la pesca en especies no objetivo, hábitats vulnerables y patrimonio cultural . Consejo Nórdico de Ministros. pag. 278. ISBN 978-92-893-1332-2.
  6. ^ a b Haase, KM; et al. (2007). "Vulcanismo joven y actividad hidrotermal relacionada a 5 ° S en la dorsal del Atlántico medio meridional de expansión lenta". Geoquímica Geofísica Geosistemas . 8 (11): Q11002. Código Bibliográfico : 2007GGG ..... 811002H . doi : 10.1029 / 2006GC001509 .
  7. ^ a b Haase, KM; et al. (2009). "Composiciones fluidas y mineralogía de precipitados de respiraderos hidrotermales de Mid Atlantic Ridge a 4 ° 48'S". Pangea . doi : 10.1594 / PANGAEA.727454 .
  8. ^ Bischoff, James L; Rosenbauer, Robert J (1988). "Relaciones líquido-vapor en la región crítica del sistema NaCl-H2O de 380 a 415 ° C: una determinación refinada del punto crítico y el límite de dos fases del agua de mar" . Geochimica et Cosmochimica Acta (manuscrito enviado). 52 (8): 2121–2126. Código Bibliográfico : 1988GeCoA..52.2121B . doi : 10.1016 / 0016-7037 (88) 90192-5 .
  9. ^ Von Damm, KL (1990). "Actividad hidrotermal del fondo marino: Chimeneas y química del fumador negro" . Revisión anual de Ciencias de la Tierra y Planetarias (manuscrito enviado). 18 (1): 173-204. Código Bibliográfico : 1990AREPS..18..173V . doi : 10.1146 / annurev.ea.18.050190.001133 .
  10. ^ Webber, AP; Murton, B .; Roberts, S .; Hodgkinson, M. "Ventilación supercrítica y formación de VMS en el campo hidrotermal de Beebe, Cayman Spreading Center" . Resúmenes de la conferencia Goldschmidt 2014 . Sociedad Geoquímica. Archivado desde el original el 29 de julio de 2014 . Consultado el 29 de julio de 2014 .
  11. ^ Tivey, MK (1 de diciembre de 1998). "Cómo construir una chimenea de ahumador negro: la formación de depósitos minerales en Mid-Ocean Ridges" . Institución Oceanográfica Woods Hole . Consultado el 7 de julio de 2006 .
  12. ^ Petkewich, Rachel (septiembre de 2008). "Seguimiento del hierro oceánico". Noticias de Química e Ingeniería . 86 (35): 62–63. doi : 10.1021 / cen-v086n035.p062 .
  13. ^ Perkins, S. (2001). "Un nuevo tipo de respiradero hidrotermal cobra gran importancia". Noticias de ciencia . 160 (2): 21. doi : 10.2307 / 4012715 . JSTOR 4012715 . 
  14. ^ Kelley, Deborah S. "Fumadores negros: incubadoras en el fondo marino" (PDF) . pag. 2.
  15. ^ Douville, E; Charlou, JL; Oelkers, EH; Bienvenu, P; Jove Colon, CF; Donval, JP; Fouquet, Y; Prieur, D; Appriou, P (marzo de 2002). "Los fluidos de ventilación del arco iris (36 ° 14′N, MAR): la influencia de las rocas ultramáficas y la separación de fases en el contenido de metales traza en los fluidos hidrotermales de Mid-Atlantic Ridge". Geología química . 184 (1–2): 37–48. Código Bibliográfico : 2002ChGeo.184 ... 37D . doi : 10.1016 / S0009-2541 (01) 00351-5 .
  16. ^ a b Espía, FN; Macdonald, KC; Atwater, T .; Ballard, R .; Carranza, A .; Córdoba, D .; Cox, C .; García, VMD; Francheteau, J .; Guerrero, J .; Hawkins, J .; Haymon, R .; Hessler, R .; Juteau, T .; Kastner, M .; Larson, R .; Luyendyk, B .; Macdougall, JD; Miller, S .; Normark, W .; Orcutt, J .; Rangin, C. (28 de marzo de 1980). "East Pacific Rise: aguas termales y experimentos geofísicos". Ciencia . 207 (4438): 1421–1433. Código Bibliográfico : 1980Sci ... 207.1421S . doi : 10.1126 / science.207.4438.1421 . PMID 17779602 . S2CID 28363398 .  
  17. ^ "Agua hirviendo en el gélido mar Ártico" . LiveScience . 24 de julio de 2008 . Consultado el 25 de julio de 2008 .
  18. ^ "Los científicos rompen récord al encontrar el campo de ventilación hidrotermal más septentrional" . Science Daily . 24 de julio de 2008 . Consultado el 25 de julio de 2008 .
  19. ^ Cross, A. (12 de abril de 2010). "Los respiraderos submarinos más profundos del mundo descubiertos en el Caribe" . BBC News . Consultado el 13 de abril de 2010 .
  20. ↑ Ramirez-Llodra, E; Keith, DA (2020). "M3.7 ecosistemas basados ​​en quimiosintéticos (CBE)" . En Keith, DA; Ferrer-París, JR; Nicholson, E .; Kingsford, RT (eds.). Tipología de ecosistemas globales 2.0 de la UICN: perfiles descriptivos de biomas y grupos funcionales de ecosistemas . Gland, Suiza: UICN. doi : 10.2305 / IUCN.CH.2020.13.en . ISBN 978-2-8317-2077-7.
  21. ^ "Extremos de Eel City" . Revista de Astrobiología . 28 de mayo de 2008 . Consultado el 30 de agosto de 2007 .
  22. ^ Sysoev, AV; Kantor, Yu. I. (1995). "Dos nuevas especies de Phymorhynchus (Gastropoda, Conoidea, Conidae) de los respiraderos hidrotermales" (PDF) . Ruthenica . 5 : 17-26.
  23. ^ Botos, S. "Vida en un respiradero hidrotermal" . Comunidades de respiraderos hidrotermales .
  24. ^ Van Dover, CL "Temas de actualidad: biogeografía de faunas de respiraderos hidrotermales de aguas profundas" . Institución Oceanográfica Woods Hole.
  25. ^ Beatty, JT; et al. (2005). "Un anaerobio bacteriano obligadamente fotosintético de un respiradero hidrotermal de aguas profundas" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 102 (26): 9306–10. Código bibliográfico : 2005PNAS..102.9306B . doi : 10.1073 / pnas.0503674102 . PMC 1166624 . PMID 15967984 .  
  26. ^ Dodd, Matthew S .; Papineau, Dominic; Grenne, Tor; Slack, John F .; Rittner, Martin; Pirajno, Franco; O'Neil, Jonathan; Little, Crispin TS (2 de marzo de 2017). "La evidencia de la vida temprana en los precipitados hidrotermales más antiguos de la Tierra" (PDF) . Naturaleza . 543 (7643): 60–64. Código Bib : 2017Natur.543 ... 60D . doi : 10.1038 / nature21377 . PMID 28252057 . S2CID 2420384 .   
  27. ^ Zimmer, Carl (1 de marzo de 2017). "Los científicos dicen que los fósiles de bacterias canadienses pueden ser los más antiguos de la Tierra" . New York Times . Consultado el 2 de marzo de 2017 .
  28. ^ Ghosh, Pallab (1 de marzo de 2017). "Se 'encontró ' la evidencia más temprana de vida en la Tierra " . BBC News . Consultado el 2 de marzo de 2017 .
  29. ^ Van Dover 2000 [ cita completa necesaria ]
  30. ^ Lonsdale, Peter (1977). "Agrupación de macrobentos que se alimentan en suspensión cerca de respiraderos hidrotermales abisales en centros de expansión oceánica". Investigación en aguas profundas . 24 (9): 857–863. Código Bibliográfico : 1977DSR .... 24..857L . doi : 10.1016 / 0146-6291 (77) 90478-7 .
  31. ^ Cavanaug eta al 1981 [ cita completa necesaria ]
  32. ^ Felback 1981 [ cita completa necesaria ]
  33. ^ Rau 1981 [ cita completa necesaria ]
  34. ^ Cavanaugh 1983 [ se necesita cita completa ]
  35. ^ Fiala-Médioni, A. (1984). "Evidencia ultraestructural de abundancia de bacterias simbióticas intracelulares en las branquias de moluscos bivalvos de respiraderos hidrotermales profundos". Comptes rendus de l'Académie des Sciences . 298 (17): 487–492.
  36. ^ Le Pennec, M .; Hily, A. (1984). "Anatomía, estructura y ultraestructura de la rama de un Mytilidae des sites hydrothermaux du Pacifique oriental" [Anatomía, estructura y ultraestructura de las branquias de un Mytilidae de los sitios hidrotermales del Pacífico oriental]. Oceanologica Acta (en francés). 7 (4): 517–523.
  37. ^ Flores, JF; Fisher, CR; Carney, SL; Green, BN; Freytag, JK; Schaeffer, SW; Royer, WE (2005). "La unión de sulfuro está mediada por iones de zinc descubiertos en la estructura cristalina de la hemoglobina de un gusano tubular de ventilación hidrotermal" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 102 (8): 2713–2718. Código Bibliográfico : 2005PNAS..102.2713F . doi : 10.1073 / pnas.0407455102 . PMC 549462 . PMID 15710902 .  
  38. ^ Thiel, Vera; Hügler, Michael; Blümel, Martina; Baumann, Heike I .; Gärtner, Andrea; Schmaljohann, Rolf; Strauss, Harald; Garbe-Schönberg, Dieter; Petersen, Sven; Cowart, Dominique A .; Fisher, Charles R .; Imhoff, Johannes F. (2012). "Ocurrencia generalizada de dos vías de fijación de carbono en endosimbiontes de gusano tubular: lecciones de gusanos tubulares asociados a ventilación hidrotermal del mar Mediterráneo" . Fronteras en microbiología . 3 : 423. doi : 10.3389 / fmicb.2012.00423 . PMC 3522073 . PMID 23248622 .  
  39. ^ Stein et al 1988 [ cita completa necesaria ]
  40. ^ Biología del mar profundo, Peter Herring [ cita completa necesaria ]
  41. ^ Van Dover et al 1988 [ cita completa necesaria ]
  42. ^ Desbruyeres et al 1985 [ cita completa necesaria ]
  43. ^ de Burgh, ME; Singla, CL (diciembre de 1984). "Colonización bacteriana y endocitosis en las branquias de una nueva especie de lapa de un respiradero hidrotermal". Biología Marina . 84 (1): 1–6. doi : 10.1007 / BF00394520 . S2CID 85072202 . 
  44. ^ Wachtershauser, G. (1 de enero de 1990). "Evolución de los primeros ciclos metabólicos" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 87 (1): 200–204. Código Bibliográfico : 1990PNAS ... 87..200W . doi : 10.1073 / pnas.87.1.200 . PMC 53229 . PMID 2296579 .  
  45. ^ Tunnicliffe, V. (1991). "La biología de los respiraderos hidrotermales: ecología y evolución". Oceanografía y biología marina: una revisión anual . 29 : 319–408.
  46. ^ Chandru, Kuhan; Imai, EiIchi; Kaneko, Takeo; Obayashi, Yumiko; Kobayashi, Kensei (2013). "Supervivencia y reacciones abióticas de aminoácidos seleccionados en diferentes simuladores de sistemas hidrotermales". Orígenes de la vida y la biosfera . 43 (2): 99–108. Código bibliográfico : 2013OLEB ... 43 ... 99C . doi : 10.1007 / s11084-013-9330-9 . PMID 23625039 . S2CID 15200910 .  
  47. ^ La química de los respiraderos calientes del lecho marino podría explicar el surgimiento de la vida . Revista de Astrobiología 27 de abril de 2015.
  48. ^ Roldan, A .; Hollingsworth, N .; Roffey, A .; Islam, H.-U .; Goodall, JBM; Catlow, CRA; Darr, JA; Bras, W .; Sankar, G .; Holt, KB; Hogartha, G .; de Leeuw, NH (24 de marzo de 2015). "Bio-inspirado CO 2 de conversión por catalizadores de sulfuro de hierro en condiciones sostenibles" (PDF) . Comunicaciones químicas . 51 (35): 7501–7504. doi : 10.1039 / C5CC02078F . PMID 25835242 .  
  49. ^ Aubrey, AD; Cleaves, HJ; Bada, JL (2008). "El papel de los sistemas hidrotermales submarinos en la síntesis de aminoácidos". Orígenes de la vida y la biosfera . 39 (2): 91–108. Código bibliográfico : 2009OLEB ... 39 ... 91A . doi : 10.1007 / s11084-008-9153-2 . PMID 19034685 . S2CID 207224268 .  
  50. ^ Joseph F. Sutherland: sobre el origen de las bacterias y las arqueas , auf BC vom 16. Agosto de 2014
  51. ^ Nick Lane: The Vital Question - Energy, Evolution, and the Origins of Complex Life , Ww Norton, 2015-07-20, ISBN 978-0-393-08881-6 , PDF archivado 2017-09-10 en Wayback Machine 
  52. ^ Oro, T. (1992). "La biosfera caliente profunda" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 89 (13): 6045–9. Código Bibliográfico : 1992PNAS ... 89.6045G . doi : 10.1073 / pnas.89.13.6045 . PMC 49434 . PMID 1631089 .  
  53. ^ Oro, T. (1999). La biosfera caliente profunda . Springer Science + Business Media. ISBN 978-0-387-95253-6. PMID  1631089 .
  54. ^ Proskurowski, G .; Lilley, MD; Seewald, JS; Fru h-Green, GL; Olson, EJ; Lupton, JE; Sylva, SP; Kelley, DS (1 de febrero de 2008). "Producción de hidrocarburos abiogénicos en el campo hidrotermal de Ciudad Perdida". Ciencia . 319 (5863): 604–607. doi : 10.1126 / science.1151194 . PMID 18239121 . S2CID 22824382 .  
  55. ^ Hannington, MD (2014). "Depósitos de sulfuros masivos volcánicos". Tratado de Geoquímica . págs. 463–488. doi : 10.1016 / B978-0-08-095975-7.01120-7 . ISBN 978-0-08-098300-4.
  56. ^ Degens, ET (1969). Salmueras calientes y depósitos recientes de metales pesados ​​en el Mar Rojo . Springer-Verlag.[ página necesaria ]
  57. ^ Kathleen., Crane (2003). Piernas de mar: cuentos de una mujer oceanógrafa . Boulder, Colorado: Westview Press. ISBN 9780813342856. OCLC  51553643 .[ página necesaria ]
  58. ^ "¿Qué es un respiradero hidrotermal?" . Servicio Oceánico Nacional . Administración Nacional Oceánica y Atmosférica . Consultado el 10 de abril de 2018 .
  59. ^ Lonsdale, P. (1977). "Agrupación de macrobentos que se alimentan en suspensión cerca de respiraderos hidrotermales abisales en centros de expansión oceánica". Investigación en aguas profundas . 24 (9): 857–863. Código Bibliográfico : 1977DSR .... 24..857L . doi : 10.1016 / 0146-6291 (77) 90478-7 .
  60. ^ Grúa, Kathleen; Normark, William R. (10 de noviembre de 1977). "Actividad hidrotermal y estructura crestal de la subida del Pacífico Oriental a 21 ° N". Revista de Investigaciones Geofísicas . 82 (33): 5336–5348. Código Bibliográfico : 1977JGR .... 82.5336C . doi : 10.1029 / jb082i033p05336 .
  61. ^ a b "Bucear y descubrir: expediciones al fondo marino" . www.divediscover.whoi.edu . Consultado el 4 de enero de 2016 .
  62. ^ Davis, Rebecca; Joyce, Christopher (5 de diciembre de 2011). "El hallazgo en aguas profundas que cambió la biología" . NPR.org . Consultado el 9 de abril de 2018 .
  63. ^ Corliss, John B .; Dymond, Jack; Gordon, Louis I .; Edmond, John M .; von Herzen, Richard P .; Ballard, Robert D .; Green, Kenneth; Williams, David; Bainbridge, Arnold; Crane, Kathy; van Andel, Tjeerd H. (16 de marzo de 1979). "Aguas termales submarinas en el Rift de Galápagos". Ciencia . 203 (4385): 1073–1083. Código Bibliográfico : 1979Sci ... 203.1073C . doi : 10.1126 / science.203.4385.1073 . PMID 17776033 . S2CID 39869961 .  
  64. ^ Francheteau, J (1979). "Depósitos masivos de mineral de sulfuro de aguas profundas descubiertos en el East Pacific Rise" (PDF) . Naturaleza . 277 (5697): 523. Bibcode : 1979Natur.277..523F . doi : 10.1038 / 277523a0 . S2CID 4356666 .  
  65. ^ Sitio web de WHOI
  66. ^ Macdonald, KC; Becker, Keir; Spiess, FN; Ballard, RD (1980). "Flujo de calor hidrotermal de los respiraderos del" fumador negro "en el East Pacific Rise". Letras de Ciencias de la Tierra y Planetarias . 48 (1): 1–7. Bibcode : 1980E y PSL..48 .... 1M . doi : 10.1016 / 0012-821X (80) 90163-6 .
  67. ^ Haymon, Rachel M .; Kastner, Miriam (1981). "Depósitos de aguas termales en el Pacífico oriental se elevan a 21 ° N: descripción preliminar de mineralogía y génesis". Letras de Ciencias de la Tierra y Planetarias . 53 (3): 363–381. Código bibliográfico : 1981E y PSL..53..363H . doi : 10.1016 / 0012-821X (81) 90041-8 .
  68. ^ "Nuevo respiradero submarino sugiere mitología con cabeza de serpiente" (Comunicado de prensa). EurekAlert! . 18 de abril de 2007 . Consultado el 18 de abril de 2007 .
  69. ^ "Beebe" . Base de datos de Vents de Interridge.
  70. ^ Alemán, CR; et al. (2010). "Diversos estilos de ventilación submarina en la subida ultralenta de Mid-Cayman Rise" (PDF) . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 107 (32): 14020–5. Código de Bibliografía : 2010PNAS..10714020G . doi : 10.1073 / pnas.1009205107 . PMC 2922602 . PMID 20660317 . Consultado el 31 de diciembre de 2010 . Resumen de Lay - SciGuru (11 de octubre de 2010).   
  71. ^ Shukman, David (21 de febrero de 2013). "Los respiraderos submarinos más profundos descubiertos por el equipo del Reino Unido" . BBC News . Consultado el 21 de febrero de 2013 .
  72. ↑ Broad, William J. (12 de enero de 2016). "El volcán de 40.000 millas" . The New York Times . ISSN 0362-4331 . Consultado el 17 de enero de 2016 . 
  73. ^ Leal-Acosta, María Luisa; Prol-Ledesma, Rosa María (2016). "Caracterización geoquímica de las manifestaciones termales intermareales de Bahía Concepción en la Península de Baja California" [Caracterización geoquímica de las manifestaciones térmicas intermareales de la Bahía de Concepción en la Península de Baja California]. Boletín de la Sociedad Geológica Mexicana (en español). 68 (3): 395–407. doi : 10.18268 / bsgm2016v68n3a2 . JSTOR 24921551 . 
  74. ^ Beaulieu, Stace E .; Baker, Edward T .; Alemán, Christopher R .; Maffei, Andrew (noviembre de 2013). "Una base de datos mundial autorizada para campos de respiraderos hidrotermales submarinos activos". Geoquímica, Geofísica, Geosistemas . 14 (11): 4892–4905. Código bibliográfico : 2013GGG .... 14.4892B . doi : 10.1002 / 2013GC004998 .
  75. ^ Rogers, Alex D .; Tyler, Paul A .; Connelly, Douglas P .; Copley, Jon T .; James, Rachael; Larter, Robert D .; Linse, Katrin; Mills, Rachel A .; Garabato, Alfredo Naveira; Pancost, Richard D .; Pearce, David A .; Polunin, Nicholas VC; Alemán, Christopher R .; Shank, Timothy; Boersch-Supan, Philipp H .; Alker, Belinda J .; Aquilina, Alfred; Bennett, Sarah A .; Clarke, Andrew; Dinley, Robert JJ; Graham, Alastair GC; Green, Darryl RH; Hawkes, Jeffrey A .; Hepburn, Laura; Hilario, Ana; Huvenne, Veerle AI; Marsh, Leigh; Ramírez-Llodra, Eva; Reid, William DK; Roterman, Christopher N .; Sweeting, Christopher J .; Thatje, Sven; Zwirglmaier, Katrin; Eisen, Jonathan A. (3 de enero de 2012). "El descubrimiento de nuevas comunidades de respiraderos hidrotermales de aguas profundas en el océano Austral e implicaciones para la biogeografía". PLOS Biología . 10 (1): e1001234. doi : 10.1371 / journal.pbio.1001234 . PMC  3250512 . PMID  22235194 .
  76. ^ Perkins, WG (1 de julio de 1984). "Cuerpos de mineral de cobre y dolomita de sílice del monte Isa; resultado de un sistema de alteración hidrotermal sintectónica". Geología económica . 79 (4): 601–637. doi : 10.2113 / gsecongeo.79.4.601 .
  77. ^ a b Estamos a punto de comenzar a extraer respiraderos hidrotermales en el fondo del océano . Nautilus ; Brandon Keim. 12 de septiembre de 2015.
  78. ^ Ginley, S .; Diekrup, D .; Hannington, M. (2014). "Categorización de la mineralogía y geoquímica de la formación de bandas de hierro tipo Algoma, Temagami, ON" (PDF) . Consultado el 14 de noviembre de 2017 .
  79. ^ "Los albores de la minería en aguas profundas" . Todo lo que necesito . 2006.
  80. ^ Gobierno de Canadá, Asuntos globales de Canadá (23 de enero de 2017). "Resumen del mercado del sector minero 2016 - Japón" . www.tradecommissioner.gc.ca . Consultado el 11 de marzo de 2019 .
  81. ^ "Liberar los recursos de Japón" . The Japan Times . 25 de junio de 2012.
  82. ^ "Nautilus Outlines High Grade Au - Cu Seabed Sulphide Zone" (Comunicado de prensa). Minerales Nautilus. 25 de mayo de 2006. Archivado desde el original el 29 de enero de 2009.
  83. ^ "Minerales de Neptuno" . Consultado el 2 de agosto de 2012 .
  84. ^ Birney, K .; et al. "Potencial minería en aguas profundas de sulfuros masivos del fondo marino: un estudio de caso en Papua Nueva Guinea" (PDF) . Universidad de California, Santa Bárbara, B.
  85. ^ "Tesoros de las profundidades" . Mundo de la química . Enero de 2007.
  86. ^ Amon, Diva; Thaler, Andrew D. (6 de agosto de 2019). "262 viajes bajo el mar: una evaluación global de la biodiversidad macro y megafauna y el esfuerzo de investigación en respiraderos hidrotermales de aguas profundas" . PeerJ . 7 : e7397. doi : 10.7717 / peerj.7397 . ISSN 2167-8359 . PMC 6688594 . PMID 31404427 .   
  87. ^ El secreto en el fondo del océano . David Shukman, BBC News . 19 de febrero de 2018.
  88. ^ Devey, CW; Fisher, CR; Scott, S. (2007). "Ciencia responsable en los respiraderos hidrotermales" (PDF) . Oceanografía . 20 (1): 162–72. doi : 10.5670 / oceanog.2007.90 . Archivado desde el original (PDF) el 23 de julio de 2011.
  89. ^ Johnson, M. (2005). "Los océanos también necesitan protección de los científicos". Naturaleza . 433 (7022): 105. Código Bibliográfico : 2005Natur.433..105J . doi : 10.1038 / 433105a . PMID 15650716 . S2CID 52819654 .  
  90. ^ Johnson, M. (2005). "Los respiraderos de aguas profundas deberían ser sitios del patrimonio mundial" . Noticias de la MPA . 6:10 .
  91. ^ Tyler, P .; Alemán, C .; Tunnicliff, V. (2005). "Los biólogos no representan una amenaza para los respiraderos de aguas profundas". Naturaleza . 434 (7029): 18. Código bibliográfico : 2005Natur.434 ... 18T . doi : 10.1038 / 434018b . PMID 15744272 . S2CID 205033213 .  

Lectura adicional [ editar ]

  • Haymon, RM (2014). "Respiraderos hidrotermales en Mid-Ocean Ridges". Módulo de referencia en Sistemas Terrestres y Ciencias Ambientales . doi : 10.1016 / b978-0-12-409548-9.09050-3 . ISBN 978-0-12-409548-9.
  • Van Dover, CL; Humphris, SE; Fornari, D; Cavanaugh, CM; Collier, R; Goffredi, SK; Hashimoto, J; Lilley, MD; Reysenbach, AL; Shank, TM; Von Damm, KL; Banta, A; Gallant, RM; Gotz, D; Verde, D; Hall, J; Harmer, TL; Hurtado, LA; Johnson, P; McKiness, ZP; Meredith, C; Olson, E; Pan, IL; Nabo, M; Won, Y; Young CR, 3º; Vrijenhoek, RC (13 de septiembre de 2001). "Biogeografía y entorno ecológico de los respiraderos hidrotermales del Océano Índico". Ciencia . 294 (5543): 818–823. Código Bibliográfico : 2001Sci ... 294..818V . doi : 10.1126 / science.1064574 . PMID  11557843 . S2CID  543841 .
  • Van Dover; Cindy Lee (2000). La ecología de los respiraderos hidrotermales de aguas profundas . Prensa de la Universidad de Princeton. ISBN 978-0-691-04929-8.
  • Beatty, JT; Overmann, J .; Lince, MT; Manske, AK; Lang, AS; Blankenship, RE; Van Dover, CL; Martinson, TA; Plumley, FG (20 de junio de 2005). "Un anaerobio bacteriano obligadamente fotosintético de un respiradero hidrotermal de aguas profundas" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 102 (26): 9306–9310. Código bibliográfico : 2005PNAS..102.9306B . doi : 10.1073 / pnas.0503674102 . PMC  1166624 . PMID  15967984 .
  • Glyn Ford y Jonathan Simnett, Silver from the Sea , septiembre / octubre de 1982, Volumen 33, Número 5, Saudi Aramco World Consultado el 17 de octubre de 2005
  • Ballard, Robert D., 2000, La oscuridad eterna , Princeton University Press.
  • http://www.botos.com/marine/vents01.html#body_4
  • Csotonyi, JT; Stackebrandt, E .; Yurkov, V. (4 de julio de 2006). "Respiración anaeróbica en telurato y otros metaloides en bacterias de campos de ventilación hidrotermal en el Océano Pacífico oriental" . Microbiología aplicada y ambiental . 72 (7): 4950–4956. doi : 10.1128 / AEM.00223-06 . PMC  1489322 . PMID  16820492 .
  • Koschinsky, Andrea; Garbe-Schönberg, Dieter; Sander, Sylvia; Schmidt, Katja; Gennerich, Hans-Hermann; Strauss, Harald (2008). "Ventilación hidrotermal en condiciones de presión-temperatura por encima del punto crítico del agua de mar, 5 ° S en la Cordillera del Atlántico Medio". Geología . 36 (8): 615. Bibcode : 2008Geo .... 36..615K . doi : 10.1130 / G24726A.1 .
  • Catherine Brahic (4 de agosto de 2008). "Encontrado: el agua más caliente de la Tierra" . Nuevo científico . Consultado el 18 de junio de 2010 .
  • Josh Hill (5 de agosto de 2008). " ' Agua extrema' encontrada en el abismo del océano Atlántico" . El Daily Galaxy . Consultado el 18 de junio de 2010 .

Enlaces externos [ editar ]

  • Ocean Explorer (www.oceanexplorer.noaa.gov) : sitio de alcance público para exploraciones patrocinado por la Oficina de Exploración Oceánica.
  • ¿Qué son los respiraderos hidrotermales y por qué son importantes? De la Institución Oceanográfica Woods Hole
  • Respiraderos hidrotermales: módulo interactivo de Dive and Discover
  • Video de respiraderos hidrotermales - portal oceánico de la Institución Smithsonian
  • Geoquímica de ventilación
  • Una buena descripción general de la biología de los respiraderos hidrotermales, publicada en 2006 (PDF)
  • Imágenes de respiraderos hidrotermales en el Océano Índico - publicadas por la National Science Foundation
  • Cómo construir una chimenea de ventilación hidrotermal
  • NOAA, canal de YouTube Ocean Explorer