Se desentrañan los secretos del fondo oceánico

PARA comprender lo que vieron los investigadores a bordo del Alvin, hemos de tener una idea general de la formación de la Tierra. La ciencia explica que el suelo que pisamos está constituido por la litosfera, rígida capa externa que descansa sobre una masa de rocas fundidas que fluye muy despacio. Con un espesor medio de 100 kilómetros, dicha capa no parece representar más que el 0,6% del volumen del planeta. El grosor de su parte exterior (la corteza) es variable: mayor bajo los continentes y menor (solo seis kilómetros) bajo la dorsal mediooceánica.

Además, la litosfera no es una pieza entera que pueda compararse a la cáscara intacta de un huevo. Por el contrario, se cree que está fragmentada en placas tectónicas (casquetes rígidos), algunas de las cuales son grandes, mientras que muchas otras son de menor tamaño. Las placas, sobre las que se asientan los continentes y las cuencas oceánicas, se desplazan unas con respecto a otras. En el punto donde se separan disminuye su grosor, lo que da paso al surgimiento de los valles de fractura de la dorsal mediooceánica. La velocidad de desplazamiento varía, siendo el promedio mundial de tres centímetros anuales.

De acuerdo con la teoría de la tectónica de placas, la divergencia de las placas a lo largo de la dorsal permite que emerjan a la superficie rocas incandescentes del manto (capa inferior a la corteza). Tales materiales generan nueva corteza oceánica por toda la zona de fractura, pero en lugar de unir las placas, las separan cada vez más, lo que confiere al valle la apariencia de una enorme herida que nunca cicatriza.

 Mientras el extremo de la placa anexo a la dorsal acumula nuevas capas, el otro se desliza lentamente bajo el borde de la placa contigua y se hunde en el manto incandescente, que lo absorbe. Estas regiones, denominadas zonas de subducción, contienen algunas de las fosas más profundas del planeta. Por ejemplo, la fosa de las Marianas, junto a la isla de Guam (en el Pacífico), rebasa los 11.000 metros de profundidad. Si se colocara en su interior el monte Everest, la montaña terrestre más alta del mundo, su cumbre quedaría 2.000 metros por debajo del nivel del mar.

Un oasis de toxinas

A causa de su gran inestabilidad y su intensa actividad volcánica, la dorsal mediooceánica que ciñe el planeta está repleta de corrientes de lava, así como de fuentes hidrotermales que arrojan una mezcla tóxica de agua sumamente caliente con minerales en disolución procedentes del interior de la Tierra. Por increíble que parezca, este mundo inhóspito, que soporta presiones cientos de veces mayores que a nivel del mar, no ahuyenta la vida, sino que la atrae; ¡y vaya si la atrae! Viven en él centenares de especies, entre ellas, bacterias, almejas gigantes (de unos 30 centímetros de largo) y —aferrada al fondo marino formando colonias— la más extraña de todas: anélidos tubícolas, gusanos de hasta casi dos metros de longitud que ostentan penachos carmesíes.

Cuando se izan estas formas de vida a la superficie, huelen a huevos podridos. El hedor no es producto de la descomposición, sino del sulfuro de hidrógeno (compuesto fétido y muy venenoso que abunda en las fuentes  hidrotermales). El agua que mana de las grietas es ácida en extremo y contiene muchos metales, como magnesio, cobre, hierro y cinc. Aun así, los anélidos tubícolas y otros animales no solo sobreviven en un ecosistema comparable a una zona de vertidos tóxicos, sino que prosperan. ¿Cómo? Examinemos esta clase de gusanos y encontraremos la respuesta.

Un enigma viviente

A raíz de los estudios que se realizaron, se calificó a los anélidos de enigmas vivientes, puesto que no cuentan con sistema digestivo ni boca. Por ello surgió la cuestión de cómo se alimentaban y cómo asimilaban los nutrientes. Más tarde se realizó el asombroso hallazgo de que poseen sangre roja (no un fluido semejante, sino auténtica sangre, rica en hemoglobina) que circula por su organismo y su penacho.

Las incógnitas aumentaron al diseccionar la flácida envoltura del gusano, pues albergaba 10.000 millones de bacterias en cada gramo de tejido. En 1980, una estudiante de biología concibió la teoría de que el anélido tubícola vive en simbiosis (asociación íntima de organismos de diferente especie que se favorecen mutuamente), hipótesis que se confirmó al demostrarse que el gusano anfitrión alimenta a las bacterias, y viceversa.

El penacho, al igual que las branquias de los animales acuáticos, absorbe oxígeno, carbono y otros ingredientes imprescindibles para que las bacterias fabriquen alimento. Pero no lo hace directamente del líquido abrasador que sale de la grieta —sería suicida intentarlo—, sino en los alrededores, donde el agua cercana al punto de congelación se mezcla con la que emana de la fuente. Por supuesto, la elaboración de nutrientes precisa de energía. Aunque la luz solar la suministra en abundancia a la vegetación terrestre y de aguas poco profundas, no llega a la zona abisal donde habita el anélido tubícola.

Energía de las entrañas de la Tierra

Con gran ingenio, el Creador ha dispuesto que las entrañas de la Tierra brinden la energía necesaria mediante las fuentes hidrotermales y el pestilente sulfuro de hidrógeno. Las bacterias de tales oasis se nutren de este compuesto, que sustituye a la luz solar, pues les aporta la energía esencial para elaborar alimento; estas, por su parte, hacen de “plantas”, ya que son la base de la cadena alimentaria del ecosistema. *

A fin de atrapar todas las sustancias químicas que las bacterias necesitan, las moléculas de la hemoglobina de este gusano son treinta veces mayores que las humanas. Así, la sangre las transporta a las hambrientas bacterias, que, a su vez, las convierten en nutrientes para su anfitrión.

Un paraje repleto de vida

En el oasis, nadie tiene por qué pasar hambre, pues las bacterias recubren casi todo con capas de hasta varios centímetros de espesor. En ocasiones hay grandes nubes bacterianas incluso en las turbulentas y calientes aguas de las fuentes hidrotermales, con lo que se forma una verdadera sopa orgánica. Mientras que algunos animales, como los anélidos tubícolas, viven en simbiosis con dichos microorganismos, otros los devoran. En realidad, estos parajes poseen tal fertilidad y energía que se han comparado a marismas, selvas tropicales y arrecifes de coral de aguas someras.

De hecho, ya se han catalogado unas trescientas nuevas especies en estos ecosistemas; entre ellas, enormes mejillones y almejas blancos (el color está de más en un mundo de absoluta oscuridad), pulpos y voraces cangrejos blancos, que consideran un manjar el delicado penacho del anélido. Por ello, este lo protege retrayéndolo al interior del tubo gracias a un ágil reflejo.

Entre otras criaturas se encuentran arañas de mar; caracoles; camarones danzarines; lapas; copépodos; peces anguiliformes (que se arrastran por las superficies cargadas de bacterias y  sulfuros); diversas especies de gusanos tubícolas menores, y otros anélidos, como el gusano de Pompeya y el gusano espagueti, cuyo nombre refleja muy bien la apariencia de sus colonias, semejantes a manojos de gruesos fideos blancos esparcidos sobre las rocas. Una característica singular del gusano de Pompeya es su capacidad de tolerar hasta 80 °C. Claro está, las bacterias que lo recubren también soportan tales temperaturas. *

Una luz fantasmagórica

En 1985 se realizó un sorprendente hallazgo cerca de las fuentes hidrotermales: un camarón que tenía dos órganos semejantes a ojos, pero sin cristalino, dotados de sustancias sensibles a la luz. Como es natural, lo primero que se planteó fue: “¿Qué ven estos animales en un mundo de total oscuridad?”. Para salir de la incógnita, se fotografió sin luces artificiales una fuente hidrotermal, valiéndose de una cámara digital de alta sensibilidad como las que se usan para estrellas casi imperceptibles.

El resultado fue fascinante. La imagen reveló “un resplandor intenso y bien perfilado” por donde salía el agua caliente de la chimenea, comentó la científica Cindy Lee Van Dover. ¿Aprovechan los crustáceos esta luz fantasmagórica invisible a los ojos humanos? Sea como fuere, el descubrimiento del resplandor de las fuentes hidrotermales “abre una nueva fase de investigación”, añade la citada científica.

 La mayor y la menor

Recientemente, en 1997, se descubrió que las mayores bacterias conocidas habitan en una región del lecho marino rica en metano. Estos gigantes, que recuerdan collares de perlas, son de cien a doscientas veces mayores que las bacterias comunes. Además, son muy voraces y no dejan apenas rastro de los sulfuros tóxicos de los sedimentos, lo que contribuye a que la zona no sea peligrosa para otras criaturas marinas.

Lo que pudiera ser el organismo más pequeño del planeta también se encontró hace poco en el mar, aunque en esta ocasión a cinco kilómetros bajo el fondo oceánico. El periódico The New York Times informa de que el descubrimiento, realizado en las costas occidentales de Australia, es “tan singular que ha provocado un agitado debate internacional”. La cuestión principal radica en si los llamados nanobios (en alusión al hecho de que se miden en nanómetros, la millonésima parte de un milímetro) constituyen en realidad seres vivos. Lo cierto es que parecen hongos, tienen aproximadamente el mismo tamaño que los virus, poseen ADN, y todo indica que se reproducen con rapidez y forman densas colonias.

Ante la aparición de tanta diversidad biológica, muchos científicos opinan que el total de microorganismos existentes en la capa superior de la litosfera pudiera sobrepasar con creces al de seres vivos de la superficie. Tales hallazgos propician una revolución en la  forma de pensar de la comunidad científica. Tanto es así que uno de sus miembros observó: “En los últimos años se han descartado las afirmaciones dogmáticas en el campo de la microbiología. Esta ciencia se ha redescubierto a sí misma; se ha renovado por completo”.

Lo que es más, estos profundos descubrimientos nos aportan una enseñanza que trasciende a la ciencia. La Biblia recoge la esencia de esta doctrina con las palabras: “Las cualidades invisibles de [Dios] se ven claramente desde la creación del mundo en adelante, porque se perciben por las cosas hechas” (Romanos 1:20). Por ejemplo, el Creador se preocupa por la limpieza, como lo evidencian las bacterias y otras criaturas marinas que eliminan sustancias muy tóxicas provenientes del interior de la Tierra y de los detritos que se sedimentan. También le interesa, claro está, el buen estado del planeta y de todo ser vivo que lo puebla. Como veremos en el artículo siguiente, este rasgo de Su personalidad garantiza un futuro glorioso para toda forma de vida terrestre.

[Notas]

 [Ilustración y recuadro de la página 7]

¿Qué son las fuentes hidrotermales?

A lo largo de la dorsal mediooceánica, franja de intensa actividad volcánica, el agua penetra por las grietas de la corteza y se caldea al entrar en contacto con materiales sumamente calientes. Cuando alcanza elevadas temperaturas, reacciona con las rocas circundantes y disuelve ciertos minerales. Asimismo, se hace más ligera y asciende hasta el lecho marino, formando fuentes hidrotermales, es decir, fumarolas o géiseres que, según un especialista, “rivalizan con sus homólogos terrestres en potencia y espectacularidad”.

Estos manantiales llegan a alcanzar 400 °C, temperatura superior al punto de fusión del plomo. Sin embargo, el calentísimo fluido no se transforma en vapor, dada la presión que ejercen sobre él miles de metros cúbicos de agua. Aunque parezca increíble, a un par de centímetros de las fuentes hidrotermales, la temperatura ambiente del agua suele permanecer a poco más de 0 °C. Los minerales que se depositan en torno a ellas no tardan en enfriarse y formar montículos, así como chimeneas de tal vez nueve metros de altura. De hecho, hay constancia de una que medía 45 metros de alto y 10 de diámetro, y continuaba en expansión.

Como las emisiones de estas fuentes se interrumpen de vez en cuando, la vida de los organismos que las rodean es precaria. Sin embargo, algunos sobreviven emigrando a otros géiseres.

[Reconocimiento]

P. Rona/OAR/National Undersea Research Program

[Ilustración y recuadro de la página 10]

Hielo inflamable

A partir de la década de 1970, los equipos científicos que trabajan en aguas norteamericanas han ido descubriendo depósitos de hidrato de metano, extraño compuesto formado por moléculas de este gas inflamable y agua muy fría. El metano se produce cuando los microbios digieren la materia orgánica acumulada en los sedimentos. Al reaccionar con agua próxima al punto de congelación, forma cristales de hidratos de metano o, por así decirlo, pequeñas jaulas de hielo cargadas de gas. Para que tenga lugar este fenómeno, es imprescindible que el agua apenas sobrepase el punto de congelación y que el fondo marino esté a, por lo menos, 500 metros de profundidad. Solo en estas condiciones proliferan los hidratos de metano, que constituyen una sustancia efervescente análoga a la nieve. Cuando se iza a la superficie un pedazo de este compuesto y se le prende fuego, arde con una llama rojiza, tras lo cual solo queda un charco de agua.

El hidrato de metano es una abundante fuente de energía. Los expertos calculan que sus depósitos duplican las reservas de todos los combustibles fósiles juntos (entre ellos, el carbón, el petróleo y el gas natural, uno de cuyos componentes primordiales es el metano). Sin embargo, hasta la fecha no se ha aprovechado este enorme recurso porque los hidratos de metano se descomponen con facilidad cuando se sacan del entorno en que se forman.

Las capas de hidratos de metano también poseen salideros y chimeneas, pero a diferencia de las fuentes hidrotermales de la dorsal mediooceánica, el fluido que expelen es frío. Aun así, dado que liberan columnas tóxicas de metano, sulfuro de hidrógeno y amoníaco, nutren a las florecientes comunidades de anélidos tubícolas, almejas y bacterias, así como a muchas otras especies. Los desechos químicos de las bacterias que digieren metano terminan produciendo caliza (la misma sustancia inocua de la que se forma el coral). *

[Nota]

[Ilustraciones de las páginas 4 y 5]

(Para ver el texto en su formato original, consulte la publicación)

Corteza terrestre

Manto (parcialmente fundido)

Fosa

Zona de subducción

Placa tectónica

Zona de fractura

Las zonas de fractura se forman al separarse las placas

[Ilustración]

La dorsal mediooceánica ciñe el planeta como la costura de una pelota de tenis

[Reconocimiento]

NOAA/Department of Commerce

[Mapa de la página 7]

(Para ver el texto en su formato original, consulte la publicación)

Grandes fracturas y fosas oceánicas

1, fosa de las Marianas;

2, dorsal del Pacífico oriental;

3, fractura de las Galápagos;

4, dorsal medioatlántica

[Reconocimiento]

NOAA/Department of Commerce

[Ilustración de la página 8]

Mejillones

Los mejillones habitan a un kilómetro de profundidad en Green Canyon, en el golfo de México

[Reconocimiento]

J. Brooks/OAR/National Undersea Research Program

[Ilustración de las páginas 8 y 9]

Anélidos tubícolas

Sus delicados penachos contienen sangre rica en hemoglobina

 [Reconocimiento]

OAR/National Undersea Research Program

[Ilustración de la página 9]

Cangrejos

Estos animales suelen alimentarse de gusanos tubícolas

[Reconocimiento]

I. MacDonald/OAR/National Undersea Research Program

[Ilustración de la página 9]

Almejas gigantes

Miden aproximadamente 30 centímetros y se encuentran a unos tres kilómetros de profundidad

[Reconocimiento]

A. Malahoff/OAR/National Undersea Research Program

[Ilustración de la página 9]

Se izaron algunas almejas a la superficie

[Reconocimiento]

Foto de William R. Normark, USGS

[Ilustración de la página 9]

Camarones

Algunos están dotados de órganos semejantes a ojos. ¿Pero qué ven en plena oscuridad?

[Reconocimiento]

EMORY KRISTOF/NGS Image Collection

[Ilustración de la página 11]

Nanobios

¿Son los organismos más pequeños de la Tierra?

[Reconocimiento]

Dr. Philippa J. R. Uwins/University of Queensland