Qué son las fuentes hidrotermales: teoría y cómo se forman

Las fuentes hidrotermales son sitios de fisura por donde brota agua a temperatura geotermal. Suelen formarse en sitios de actividad volcánica, en donde el magma está cercano a la corteza y eleva la temperatura del agua.

Al emanar el fluido hidrotermal por dichas fisuras se forma una especie de columna que recibe el nombre de chimenea hidrotermal. Veamos algunas de las características de las fuentes hidrotermales submarinas más peculiares:

• No llega la luz solar: por lo que no hay organismos fotosintéticos.
• El agua que emana se encuentra a temperaturas muy elevadas.
• Los fluidos hidrotermales tienen una alta concentración de metales pesados, sulfuros y ácidos provenientes de las rocas. No dudes en echarle un vistazo al siguiente artículo sobre la Contaminación por metales pesados en el agua.
• Hay bajo contenido de oxígeno.
• La presión en estos lugares es muy alta.
• Hay un alto grado de endemismo: ya que las especies que encontremos allí están extremadamente adaptadas a esas características tan particulares.
• Se forman y distribuyen a lo largo del sistema dorsal oceánico: que son cadenas montañosas submarinas, con una longitud de 46.000 kilómetros.

Pese a las extrañas características de estos ambientes, se han identificado más de 550 especies de organismos vivos en estos espacios. Como debemos imaginarnos, para lograr sobrevivir en estos ambientes deben tener una gran capacidad de adaptación, uno de los aspectos clave es la asociación con bacterias o simbiontes.

Conozcamos algunos de los animales en fuentes hidrotermales:

• Gusano de tubo gigante (Riftia pachyptila): se trata de un invertebrado marino que puede llegar a medir 2 metros de largo. No tiene sistema digestivo, pero sí un trofosoma, un órgano en donde se refugian las bacterias que nutren al gusano.
• Cangrejo de pecho peludo (Kiwa tyleri): es pequeño y de color blanco. Vive sobre un espacio relativamente acotado y, si se acerca mucho a las fumarolas, se fríe y, si se aleja demasiado, se congela. El hecho de que tiene pelos le permite “cultivar” bacterias especializadas capaces de tomar los metales y otras sustancias de los fluidos termales como fuente de energía, constituyendo el alimento del cangrejo que las aloja.
• Gusano de Pompeya (Alvinella pompejana): es un anélido, construye tubos a los lados de las chimeneas de las fumarolas en donde la temperatura puede superar los 80 °C. La razón por la cual soporta estas temperaturas extremas es gracias a bacterias que lo cubren de una capa gruesa y lo aíslan del calor, a la vez que se alimentan de la mucosa que él mismo secreta.

También se encuentran algunas especies de:

• Esponjas de mar
• Peces
• Camarones
• Moluscos
• Crustáceos
• Mejillones
• Medusas
• Caracoles
• Almejas

Dependiendo de dónde se formen las fuentes hidrotermales podemos encontrar distintos tipos. En superficie se forman geiseres y fumarolas, mientras que en el fondo de los océanos encontramos otro tipo de fuente hidrotermal.

• Géiser: son intermitentes y sincrónicos, comienzan por la expulsión rápida y violenta de una columna de agua y vapor que puede alcanzar entre los 30 y 60 metros de altura. Luego le sigue un ruido estruendoso y la expulsión de una columna de vapor. Finalmente llega un periodo de calma antes de repetir el ciclo. Te contamos más sobre Qué es un géiser y por qué se produce en el siguiente post de EcologíaVerde.
• Fumarola: es una expulsión constante de una mezcla de vapores y gases. Su composición dependerá en parte por la temperatura a la cual son emitidos los fluidos, podemos encontrar fumarolas ácidas, alcalinas, frías y secas.
• Fuentes hidrotermales submarinas o fumarolas submarinas: fueron descubiertas en 1977 en la dorsal de las islas Galápagos. Pueden ser someras si se encuentran a menos de 200 metros de profundidad, mientras que las profundas generalmente están a más de 2.000 metros. Estas últimas pueden llegar a los 400°C y las chimeneas que forman pueden alcanzar los 60 metros de altura.

En sitios por encima de sistemas de subducción de placas tectónicas o en fracturas corticales o dorsales oceánicas, se producen grietas profundas debido a la alta presión. El proceso para entender cómo se forman las chimeneas hidrotermales se basa en que:

1. El agua marina fría y densa se infiltra por esas grietas y se calienta por la alta temperatura del magma, la cual puede ser de 1.200°C.
2. Al calentarse disuelve y lixivia las rocas basálticas de la corteza oceánica, liberando elementos minerales hacia los fluidos hidrotermales. Posteriormente este fluido asciende hacia la superficie del fondo marino, transportando y liberando dichos minerales en forma de una chimenea.
3. Al entrar en contacto con el agua fría, los minerales precipitan originando una especie de humo blanco o negro según su composición química, por ejemplo si el ácido sulfhídrico precipita forma sulfuros metálicos, principalmente hierro, y le otorga un color negro a las columnas.
4. Los minerales dependerán de las rocas con las cuales el agua estuvo en contacto, suelen predominar el sílice, los sulfuros metálicos, las arcillas, los óxidos y los carbonatos. Finalmente los fluidos de la chimenea se mezclan y disuelven con el agua marina neutralizándose.

Ya hemos planteado la pregunta al inicio de este artículo sobre las chimeneas hidrotermales pero, si te decimos que las fuentes hidrotermales están en estrecha relación con el origen de la vida, ¿nos creerías? La realidad es que las fuentes hidrotermales son muy importantes en la historia de la vida del planeta Tierra y en su evolución.

Hay una teoría llamada “sopa prebiótica” que explica el origen de la vida en estos ambientes. Hace 4 millones de años atrás la atmosfera y los océanos no contenían oxígeno, por lo que se estima que la vida comenzó con organismos capaces de utilizar sustancias inorgánicas (principalmente CO2, H2, CH4, SH2), como fuente de alimento.

Considerando que las chimeneas hidrotermales son un caldo de elementos disueltos, gases reactivos, un ambiente cálido y con energía térmica, habrían sido el escenario perfecto en donde se formaron los primeros componentes orgánicos que posteriormente habrían dado origen a los primeros organismos vivos del planeta Tierra. Organismos capaces de prosperar en un ambiente tan hostil como las fuentes hidrotermales.

Como hemos visto, a pesar de ser un lugar inhóspito para nosotros, los sistemas hidrotermales constituyen un ecosistema único de su tipo con numerosas importancias. Repasemos algunas de ellas:

• Son un oasis de nutrientes: en lugares con recursos muy escasos a miles de metros de profundidad en los océanos.
• Constituyen el hábitat de especies endémicas: que dependen de estos ecosistemas, cuando una fumarola se apaga de manera definitiva, todos los animales y seres vivos que habitaban allí mueren. Descubre más sobre las Especies endémicas: definición y ejemplos en este post de EcologíaVerde.
• Constituyen la base de las cadenas tróficas: al estar poblado por bacterias quimioautótrofas capaces de utilizar como fuente de energía compuestos inorgánicos y que a su vez sirven de alimento para numerosas consumidores primarios. Te contamos Qué es una cadena trófica y ejemplos, aquí.

Además, considerando las condiciones en que se generan los sistemas hidrotermales, es probable que hayan existido o existan en otros cuerpos del sistema solar, lo que se traduciría en la posibilidad de encontrar evidencias de vida.

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