Allí viven especies que podrían depender de la quimiosíntesis impulsada por hidrógeno
Los sistemas hidrotermales productores de hidrógeno en las profundidades del océano son raros pero fundamentales para comprender los procesos internos de la Tierra y las condiciones que pueden haber fomentado los orígenes de la vida.
Ahora, científicos del Instituto de Oceanología de la Academia China de Ciencias (IOCAS) han descubierto un enorme sistema hidrotermal rico en hidrógeno debajo del lecho marino del Pacífico occidental, ofreciendo una nueva visión de la serpentinización de aguas profundas, un proceso en el que las rocas ricas en hierro y magnesio reaccionan químicamente con el agua para formar minerales serpentinos y liberar hidrógeno.
El campo hidrotermal de Kunlun —un sitio tectónicamente activo aproximadamente a 80 kilómetros al oeste de la fosa de Mussau en la placa de Carolina— comprende 20 grandes depresiones del lecho marino (algunas de más de 1 kilómetro de diámetro) agrupadas como un enjambre de tuberías, un grupo de estructuras rocosas cilíndricas verticales o muy inclinadas que canalizan líquido o gas desde el interior de la Tierra.
El sistema se exploró con el sumergible tripulado Fendouzhe. Las investigaciones in situ revelaron abundantes fluidos ricos en hidrógeno y extensas formaciones de carbonato, todas ellas ubicadas por debajo de la profundidad de compensación de carbonatos.
"El sistema Kunlun destaca por su flujo de hidrógeno excepcionalmente alto, su escala y su entorno geológico único", afirmó el profesor Sun Weidong, autor correspondiente del estudio. "Esto demuestra que la generación de hidrógeno impulsada por la serpentinización puede ocurrir lejos de las dorsales oceánicas, lo que desafía las arraigadas suposiciones".
Imagen derecha: Actividades hidrotermales y distribución de enjambres de tuberías en la placa de subducción cerca de la fosa de Mussau. Crédito: IOCAS
Mediante el uso de espectroscopia Raman avanzada del fondo marino, el equipo midió concentraciones de hidrógeno molecular de 5,9 a 6,8 mmol/kg en fluidos hidrotermales difusos. Aunque los fluidos en sí son moderadamente cálidos (menos de 40 °C), los marcadores geoquímicos indican temperaturas subterráneas mucho más altas (suficientes para impulsar la formación de dolomita), lo que apunta a intensas interacciones fluido-roca en las profundidades del lecho marino.
Con base en el mapeo del área de descarga y el análisis de la velocidad del flujo, el flujo anual de hidrógeno del yacimiento Kunlun se estima en 4,8 × 1011 mol/año, lo que representa al menos el 5% de la producción global de hidrógeno abiótico de todas las fuentes submarinas, una contribución notable para un solo sistema.
Las características geológicas, que incluyen cráteres de escarpadas paredes que se asemejan a chimeneas de kimberlita, depósitos de brechas explosivas y estructuras de carbonato en capas, sugieren que la actividad hidrotermal ha seguido una evolución por etapas: primero erupciones impulsadas por gas, seguidas de una prolongada circulación hidrotermal y deposición mineral.
"Lo que resulta particularmente intrigante es su potencial ecológico", afirmó el profesor Sun. "Observamos la proliferación de diversas especies de vida abisal: camarones, langostinos, anémonas y gusanos tubícolas, especies que podrían depender de la quimiosíntesis impulsada por hidrógeno".
Este descubrimiento proporciona un laboratorio natural para estudiar los vínculos entre las emisiones de hidrógeno y el surgimiento de la vida primitiva. Se cree que los fluidos alcalinos ricos en hidrógeno, como los de Kunlun, reflejan el entorno químico de la Tierra primitiva.
El sistema hidrotermal de Kunlun no sólo amplía nuestro conocimiento de los procesos de hidrógeno en aguas profundas, sino que también abre nuevas vías para identificar recursos de hidrógeno submarino sin explotar, señalaron los investigadores.
Los hallazgos se publicaron el 8 de agosto en Science Advances: A large intraplate hydrogen-rich hydrothermal system driven by serpentinization in the western Pacific: Kunlun
