En lo profundo de la superficie del océano se encuentra un ecosistema marino extremo en el hogar de los volcanes submarinos, una apertura en el fondo marino que estalla con magma para formar una nueva corteza. Vacío de luz con una inmensa cantidad de presión, estas regiones remotas funcionan con procesos tectónicos para disolver gases y metales en el océano.
Los productos químicos que se encuentran a tales profundidades (hidrógeno, sulfuro, metano y dióxido de carbono entre ellos) forman lo que los científicos creen que son los componentes básicos de la vida.
Aquí, las bacterias microscópicas prosperan en lo que de otro modo parecería ser un ambiente inhóspito. Dadas estas condiciones extremas, los científicos creen que los organismos que viven aquí podrían tener la clave para encontrar la vida más allá de nuestro planeta.
Bloques de construcción de la vida
James HoldenMicrobiólogo de la Universidad de Massachusetts Amherst, es uno de esos científicos. Europa, una luna de Júpiter, y la luna de Saturno Enceladus tienen evidencia de océanos salados y líquidos debajo de sus costras de hielo. Así como los mundos oceánicos extremos pueden albergar la vida microbiana, los oceanógrafos como Holden creen que los planetas oceánicos también pueden albergar los bloques de construcción necesarios para apoyar la vida.
“Los productos químicos que salen de estos volcanes submarinos que alimentan microorganismos incluyen gas de hidrógeno y dióxido de carbono, así como compuestos de azufre y hierro”, dice Holden. “Creemos que estos compuestos probablemente existieron en la Tierra temprana o cuando la vida surgió por primera vez en la Tierra antes de que hubiera fotosíntesis, y probablemente se emitan a partir de respiraderos hidrotérmicos en Encelado y Europa”.
Para traducir mejor cómo se puede aplicar una investigación en el océano profundo a la exploración espacial, Holden está trabajando con la NASA para estudiar organismos recolectados y cultivados de volcanes submarinos para imitar o replicar condiciones, consulte cómo se comportan los organismos, determinan los productos químicos que consumen y cómo responden a diferentes condiciones de crecimiento.
El otoño pasado, la NASA lanzó su Europa Clipper Para realizar un estudio detallado de la Europa de la luna de Júpiter en abril de 2023. Mientras orbita al gigante del gas, el Clipper realizará 49 Flybys de Europa de Europa para recolectar imágenes, así como mediciones térmicas y de partículas para determinar si hay lugares debajo de la superficie de Europa de Europa. que podría apoyar la vida.
“Ahora estamos en un momento en que estamos pensando en la oceanografía más allá de la tierra”, dice Holden. “Los secretos de la vida más allá de la tierra pueden estar en el fondo de nuestros propios océanos, y estudiar la vida aquí podría abrir la puerta para que descubramos la vida más allá de la tierra”.
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Espacio y el océano profundo: esencial para la vida
Al igual que los volcanes terrestres, los volcanes submarinos funcionan con procesos tectónicos y movimiento de magma, pero en lugar de estallar en el aire, estallan bajo una inmensa presión de agua.
Esto cambia su estilo de erupción, la velocidad de enfriamiento y las formas que forman, explica Moronke Harrisoceanógrafo de aguas profundas con un enfoque en la microbiología de ventilación hidrotérmica.
Y debido a que la gran mayoría de las bacterias viven en el océano o sus sedimentos, Harris y Moronke están de acuerdo en que estudiar las profundidades del mar puede ayudar a caracterizar la vida extraterrestre.
“El espacio y el océano son fronteras paralelas, o primos. Ambos son vastos, extremos y esenciales para la vida. Ambos requieren tecnologías que pueden operar en entornos oscuros, de alta presión y limitados de recursos, donde la comunicación se retrasa y la autonomía es clave. Just lucha contra la presión en diferentes direcciones: en el océano, nosotros, nosotros, y en el espacio, luchamos contra la expansión”, dice Harris.
Acoplando volcanes submarinos
(Crédito de la imagen: Vectormine/Shutterstock)
En 2018, la NASA hizo exactamente eso, Teaming con el Ocean Exploration Trust Según el proyecto llamado Analógico Systematic submarino de ciencia biogeoquímica y exploración de exploración, o submarino. Los robots submarinos durante la expedición exploraron el entorno alrededor de un volcán de aguas profundas frente a la costa de Hawai en un clima que los científicos creen que es lo que puede existir en la luna de Saturno Encelado.
Los volcanes submarinos se encuentran en entornos de aguas profundas, la mayoría se encuentran en crestas del océano medio donde las placas tectónicas divergen, los puntos calientes oceánicos donde las plumas de magma se elevan del manto de la Tierra o arcos volcánicos cerca de zonas de subducción donde una placa tectónica se desliza debajo de otra.
“Los volcanes terrestres y submarinos son alimentados por el magma, pueden construir las formaciones que conocemos como montañas y submarinos, y liberar gases y minerales. Sin embargo, las formas y texturas de lava formadas por los volcanes submarinos difieren de sus contrapartes terrestres. La presencia de agua significativamente altera el dinamismo de la erupción”, dice Harris.
“Los volcanes submarinos están formados por un enfriamiento rápido en el agua, a menudo formando lavas de almohadas grandes y bulbosas (que son una característica geológica única). También difieren en los estilos de erupción. Las erupciones submarinas son menos explosivas debido a la inmensa presión del agua. Los volcanes en la tierra producen cenizas y daños en general al paisaje”, continúa las harris “, continúa las harris.
A menudo se ubican cerca de los volcanes submarinos, se encuentran respiraderos hidrotermales, fisuras en el fondo marino donde las plumas de agua sobrecalentada y rica en minerales brotan de debajo de la corteza terrestre.
Estos minerales mantienen comunidades biológicas únicas que no se encuentran en ningún otro lugar en la tierra a través de la quimiosíntesis, el proceso por el cual los organismos crean energía a través de productos químicos en lugar de luz o fotosíntesis.
Los respiraderos hidrotérmicos se forman cuando el agua de mar fría se filtra en grietas en el fondo del océano, se calienta por magma debajo y se eleva a la superficie a través de estas aberturas. Pero los respiraderos hidrotérmicos y los volcanes submarinos no son los mismos, según Harris. Potencia de calor geotérmico, pero “los volcanes submarinos estallan en la roca fundida, formando un nuevo fondo marino, mientras que los respiraderos hidrotérmicos liberan agua calentada infundida con minerales”.
Floors de Europa y Encelado
Al igual que se encuentran respiraderos hidrotérmicos en la Tierra, Holden cree que estas características geológicas son probablemente en los puntos de fondo de Europa y Encelado, alojando organismos bacterianos llamados arqueas.
Estos organismos unicelulares pueden catalizar las reacciones químicas únicas en estos entornos extremos.
“Debido a que sabemos que hay vida que puede existir en ausencia de oxígeno y luz solar, viviendo de los gases y los minerales que salen de la ventilación hidrotérmica, tenemos razones para creer que los respiraderos hidrotérmicos de aguas profundas en la Tierra son un buen análogo terrestre para lo que puede existir en el fondo de estos océanos en lugares como Europa Encelate”, dice Holden.
Es por eso que el océano profundo sirve como un “mini espacio”, los científicos pueden visitar y recolectar muestras. Es oscuro, extraño y mal mapeado, dice Harris, y agrega que está lleno de pistas sobre cómo explorar otros mundos.
“Estudiar cómo sobrevive la vida en el aguas profundas ayuda a los científicos a modelar donde la vida podría existir en otros lugares y qué biosignaturas buscar”, agrega.
De hecho, algunos consideran que los respiraderos hidrotérmicos en el fondo marino han sido el origen de la vida en la tierra. Y mira cuán lejos hemos llegado desde entonces.
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