Gran parte del flujo del fluido de transferencia de calor se produce a través de miles de volcanes submarinos extintos
Grandes cantidades de agua de los océanos circulan a través del fondo marino, que fluye a través de la roca volcánica de la corteza oceánica superior. Un nuevo estudio realizado por científicos de la Universidad de California en Santa Cruz, publicado el 26 de junio en Nature Communications, explica lo que impulsa este proceso global y cómo se mantiene el flujo.
Alrededor del 25 por ciento del calor que fluye del interior de la Tierra se transfiere a los océanos a través de este proceso, de acuerdo con Andrew Fisher, profesor de ciencias terrestres y planetarias en la Universidad de California Santa Cruz y coautor del estudio. Gran parte del flujo del fluido de transferencia de calor se produce a través de miles de volcanes submarinos extintos (llamados montes submarinos) y otros lugares donde roca porosa volcánica está expuesta en el fondo marino.
Fisher dirigió un equipo internacional de científicos que en la década de 2000 descubrió el primer sitio de campo donde podría ser rastreado este proceso de entrada y salida de fluidos en el noreste del Océano Pacífico. En un artículo de 2003 publicado en la Nature, Fisher y otros informaron de que el agua del fondo del mar entró en una montaña submarina, viajó horizontalmente a través de la corteza, obtuvo calor y, a continuación, reaccionó con las rocas de la corteza terrestre vertiendo en el océano a través de otra montaña submarina a más de 50 kilómetros de distancia.
"Desde que descubrimos un lugar donde se producen estos procesos, hemos estado tratando de entender lo que impulsa el flujo de fluidos, lo que parece, y lo que determina la dirección del flujo", dijo Fisher.
Para el nuevo estudio, el primer autor Dustin Winslow, un candidato a doctorado en la UCSC que se graduó este mes, desarrolló los primeros modelos informáticos tridimensionales que muestran cómo funciona el proceso. Los modelos revelan un "sifón hidrotermal" impulsado por la pérdida de calor de las profundidades de la Tierra y el flujo de agua de mar fría hacia abajo en la corteza y de agua calentada fuera de la corteza.
"Los modelos de Dustin proporcionan hasta la fecha la mejor y más realista vista de estos sistemas, abriendo una ventana en un reino oculto de agua, roca y vida", dijo Fisher.
Los modelos muestran que el agua tiende al entrar en la corteza ('recarga') a través de las montañas submarinas donde el flujo de fluido es más fácil debido a las favorables propiedades de las rocas y el mayor tamaño de los montes submarinos. El agua tiene tendencia a descargarse donde es más difícil el flujo de fluido debido a las propiedades de la roca menos favorables o el tamaño más pequeño del monte submarino. Este hallazgo es consistente con observaciones de campo que sugieren que las montañas submarinas más pequeñas se ven favorecidas como sitios de descarga hidrotermal.
"Este resultado modelado inicialmente fue sorprendente, y tuvimos que correr muchas simulaciones para convencernos de que tenía sentido", dijo Winslow. "También encontramos que los modelos creados para fluir en la dirección opuesta espontáneamente voltean por lo que la descarga se produce a través de las montañas submarinas menos transmisoras. Esto parece ser fundamental para explicar cómo se sostienen estos sistemas".
Artículo científico: Sustainability and dynamics of outcrop-to-outcrop hydrothermal circulation
