Investigadores han hallado en el Atlántico una relación directa entre procesos profundos de la Tierra y un ecosistema hidrotermal único en la superficie marina.
La detección de agua sobrecalentada procedente de gran profundidad bajo el macizo de Atlantis permite explicar el origen del fluido que alimenta el campo hidrotermal conocido como Ciudad Perdida, formado por altas paredes y monolitos descubiertos en 2000 que funcionan como respiraderos naturales del fondo oceánico.
Este hallazgo es clave para entender cómo la energía química, en lugar de la luz solar, puede sostener comunidades biológicas en ambientes remotos y extremos.
Lost City, famoso por sus chimeneas de carbonato blanco y manantiales alcalinos ricos en hidrógeno y metano, alberga organismos que viven gracias a reacciones químicas entre el agua y las rocas profundas, en lugar de la fotosíntesis.
Para identificar la fuente del fluido energético, un equipo internacional perforó durante la Expedición 399 del IODP en 2023 un pozo de 1 268 metros bajo el lecho marino en el macizo de Atlantis, a unos 800 metros al norte de Lost City.
La perforación del pozo U1601C permitió recuperar por primera vez muestras directas de peridotitas del manto y, tras detener la perforación, recoger agua en distintos niveles del subsuelo marino.
Los análisis químicos mostraron que el agua más profunda contenía hasta un 80 % de agua de formación nativa, con señales químicas compatibles con reacciones a temperaturas superiores a 300 °C; su composición coincidió casi por completo con la del fluido que emerge en las chimeneas de Lost City, confirmando que el sistema se alimenta de fuentes subterráneas sobrecalentadas.
Un laboratorio natural de procesos extremos
La perforación y el estudio de las aguas permitieron observar cómo el agua de mar se introduce en la corteza oceánica, interactúa en profundidad con rocas del manto y se transforma en un fluido químicamente activo.
La firma química del fluido —bajo magnesio, alto calcio y enriquecimiento en elementos como litio, rubidio, cesio y estroncio— indica intensa alteración agua-roca asociada a gabros y peridotitas, litologías del manto pocas veces muestreadas directamente.
En los primeros 465 metros del pozo el agua fue una mezcla de agua de mar y del fluido utilizado en la operación; a mayor profundidad aumentó claramente la proporción de agua de formación original.
Los investigadores señalan que la pérdida casi total de magnesio y la incorporación de calcio solo pueden explicarse por un contacto prolongado con rocas calientes, lo que requiere temperaturas elevadas como las detectadas en el pozo.
El estudio también mostró que el agua profunda incorporó hidrógeno, metano y otros hidrocarburos, compuestos que sirven de energía para la vida microbiana en Lost City. Estos procesos se reflejan en altas concentraciones de H2 y CH4, en trazas metálicas y en cambios isotópicos del agua.
Los datos confirman una circulación dinámica: el agua de mar desciende, reacciona en profundidad con el manto, se sobrecalienta y asciende transportando energía química y nutrientes hacia las chimeneas hidrotermales.
“Nuestros resultados proporcionan la primera evidencia directa de la circulación de fluidos profundos y a alta temperatura a través de litologías gabroicas y ultramáficas bajo el macizo de Atlantis”, indican los autores, destacando la conexión documentada entre procesos geológicos profundos y la biología marina superficial.
Implicancias para la vida y la exploración planetaria
El hallazgo responde a un enigma terrestre y a la vez plantea preguntas sobre la existencia de vida en otros mundos: Lost City es un análogo relevante de los posibles ambientes habitables en océanos subsuperficiales de lunas como Encélado o Europa.
Demostrar que el agua rica en hidrógeno puede formarse por reacciones en la corteza profunda sugiere que procesos similares podrían ocurrir en otros planetas o lunas, generando energía suficiente para ecosistemas independientes del Sol.
El agua profunda identificada presenta una mezcla química que refleja la interacción con gabro y peridotita. Aunque las muestras iniciales contenían mezclas con agua de mar y fluidos de perforación, la proporción de agua de formación aumentó en los niveles más profundos.
Los autores reconocen la necesidad de obtener muestras más puras para precisar el equilibrio químico, los mecanismos de reacción y la contribución relativa de las distintas litologías.
El equipo planea volver al pozo U1601C con equipos sellados que permitan capturar agua de formación sin contaminación y medir parámetros críticos como pH, metales traza y gases disueltos, especialmente hidrógeno.
Con esos datos será posible determinar con mayor rigor cómo se liberan y transportan los nutrientes que sostienen la vida microbiana en Lost City y cómo estas reacciones afectan la geoquímica y la evolución de la corteza.
Los perfiles de solutos por profundidad muestran que las concentraciones parten de valores típicos del agua de mar en los primeros cientos de metros y luego aumentan hacia valores propios del agua de formación en capas profundas.
La sección más profunda del pozo estuvo dominada por agua prácticamente sin magnesio, alterada por la roca y descargándose a través de zonas permeables; las firmas isotópicas y los gases coinciden con una fuente gabroica a temperaturas superiores a 300 °C y con interacción prolongada con sustratos ultramáficos.
Además de resolver el origen del fluido que alimenta la Ciudad Perdida, este descubrimiento muestra que la corteza oceánica profunda es un sistema dinámico en el que el agua puede penetrar, transformarse y regresar a la superficie cargada de energía y compuestos esenciales.
El circuito de descenso, sobrecalentamiento y ascenso del agua funciona como una red natural de “tuberías” que sustenta la vida en uno de los ambientes más extremos del planeta.
Los autores del estudio, publicado en la revista Geochemistry, Geophysics, Geosystems, reconocen limitaciones por la mezcla inevitable de aguas durante la perforación; aún así, los resultados permiten comprender cómo procesos profundos sostienen la vida en la superficie y abren la vía para investigar con más detalle la producción y consumo de materia orgánica y su influencia en los ciclos geoquímicos.
La exploración de la corteza oceánica profunda y fracturada sigue siendo una frontera científica. El hallazgo de un manantial sobrecalentado bajo el macizo de Atlantis confirma el origen del combustible de Lost City y amplía nuestra visión sobre los límites de la vida en la Tierra y su posible existencia en otros mundos.
La energía química generada en las entrañas del planeta emerge así como un motor potente y oculto para la diversidad biológica, más allá de la influencia directa de la luz solar.
