Si existe la vida extraterrestre en nuestro sistema solar, es posible que se parezca a esta

Las imágenes de fuentes hidrotermales árticas en el fondo del mar nos muestran el aspecto de las criaturas que prosperan en condiciones similares a las de las lunas acuosas.martes, 12 de noviembre de 2019

Fuera, el sol se hunde tras el horizonte y colorea el cielo otoñal de un tono lavanda brillante, un color intenso que reina sobre un vasto manto de hielo. Aquí, en la costa septentrional de Groenlandia, el océano Glacial Ártico se disfraza de tierra, un mosaico nevado de témpanos de hielo flotantes y cúmulos abruptos e irregulares de restos cristalinos. Solo el movimiento sutil de nuestro barco, el rompehielos noruego R.V. Konprins Haakon, desmiente la ilusión de que estamos rodeados de tierra.

Tardamos más tiempo de lo previsto en llegar a este paraíso helado desde la pequeña localidad minera de carbón de Longyearbyen, el puerto más poblado del archipiélago noruego de Svalbard. Ahora que estamos aquí, Chris German no presta mucha atención al asombroso paisaje marino, sino que mira atentamente una transmisión en directo del fondo del mar y se prueba sombreros. Cada 10 minutos, se pone un sombrero diferente en la cabeza, rotando en un conjunto de prendas de ropa que incluye una ushanka de piel de foca falsa, un fez de tela naranja y un gorro de lana del Instituto Oceanográfico Woods Hole, donde trabaja.

Los cambios de disfraz ayudan a German a matar el tiempo mientras aguarda al primer atisbo de nuestra cantera: una franja abierta de lecho marino que emite fluidos calientes y humeantes a la oscuridad y que quizá sustente uno de los ecosistemas más extraterrestres del planeta. Esta zona esquiva se llama campo de fuentes o respiraderos hidrotermales de Aurora. Es el campo de este tipo más septentrional documentado hasta la fecha y uno de los más profundos del mundo, a casi 4000 metros bajo una cubierta de banquisa permanente.

Explorar el fondo del mar es una labor de alto riesgo, al igual que aventurarse al espacio exterior. El lecho marino abisal es un lugar implacable hasta para los robots más resistentes y esta misión ha sufrido contratiempos, como unos cuantos días de infarto en los que el equipo pensó que había perdido su principal róver submarino en el gélido océano polar.

Pero aquella tarde violeta, tras horas a la deriva sobre un fondo marino fangoso, una cámara de alta resolución arrastrada bajo el buque pasó directamente sobre las fauces abiertas de la corteza terrestre. Las imágenes, retransmitidas en varias pantallas a bordo del barco, revelaron una fumarola negra que salía de un cráter de casi metro y medio de diámetro, una envergadura asombrosa para este tipo de chimenea submarina.

«J***r, es una fumarola enorme», dijo German, cuya rotación de sombreros se había detenido en la ushanka. «Hay mucho más de lo que pensábamos».

Más tarde esa misma noche, la misma cámara pasaría por el lugar dos veces más y varias visitas más a lo largo de la semana siguiente revelarían un terreno escarpado en la ladera meridional del monte submarino Aurora. Las imágenes revelaron que el campo de fuentes hidrotermales está cubierto de chimeneas extintas, montones de minerales extruidos y no solo una, sino al menos tres fumarolas negras.

Los resultados nos proporcionan la mejor perspectiva de un ecosistema exótico envuelto en hielo. Comprender mejor esta biosfera remota podría ayudar a los científicos a averiguar cómo se desplazan las criaturas por las profundidades marinas del planeta y si las aguas del Ártico forman una vía para que los animales se desplacen entre las cuencas atlántica y pacífica.

«La idea es entender bien esta zona mientras se conserve prístina», afirma Eva Ramirez-Llodra, ecóloga del fondo marino y científica líder del proyecto del Instituto Noruego de Investigación de Aguas. «Si el cambio climático se deshace del hielo, este se convertirá en una ruta más usada para viajar al Pacífico y podría convertirse en una zona potencial abierta a la minería, la pesca... Es bueno saber qué hay allí».

Es más, los respiraderos de Aurora podrían albergar la clave para detectar formas de vida en las profundidades de los mares de mundos extraterrestres. Por ahora, Aurora es uno de los análogos terrestres más cercanos a las fuentes hidrotermales que se cree que albergan los océanos de mundos lejanos, como las lunas heladas Europa y Encélado, consideradas unos de los mejores lugares donde buscar formas de vida extraterrestre.

«Los océanos alienígenas fuera de la Tierra son muy atractivos en la búsqueda de vida en otros lugares», afirma Kevin Hand, explorador de National Geographic y astrobiólogo del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA que formó parte en la expedición a Aurora. «En todas las partes investigadas del planeta Tierra donde hemos encontrado agua líquida, hemos hallado vida».

En el campo de Aurora, una chimenea de casi un metro de alto emite humo negro (arriba a la derecha) cerca de las chimeneas derrumbadas repartidas por el fondo del mar como troncos de árboles en un bosque. Las manchas de color amarillo claro se deben a los óxidos de hierro producidos por los microbios, mientras que las manchas blancas son organismos acumulados alrededor de la fuente, que emite fluidos ricos en nutrientes a unos 300 grados centígrados.
Fotografía de OFOBS, AWI team

Una plétora de fuentes

En general, las fuentes hidrotermales marinas se originan cuando el agua marina se filtra por la corteza terrestre y se mezcla con las rocas calientes bajo la superficie; esas rocas fundidas sepultadas calientan el agua salada y provocan reacciones químicas que erupcionan en una masa turbulenta a través de los respiraderos de la corteza terrestre. La extrusión continua de agua marina caliente y abundante en minerales proporciona el calor y la energía necesarios para que algunos organismos salgan adelante en estos ecosistemas fríos y profundos, entre ellos un zoológico entero de gusanos de tubo gigantes, almejas de 30 centímetros de largo, camarones ciegos y microbios extremos.

Durante mucho tiempo, el saber canónico había sugerido que la actividad de las fuentes hidrotermales solo podía existir en las dorsales mediooceánicas que se expanden más deprisa, como la dorsal del Pacífico Oriental, donde las placas tectónicas de la Tierra se alejan a velocidades de casi 18 centímetros al año. En estas vetas planetarias, la expansión rápida de la corteza terrestre se traduce en que siempre hay magma fresco disponible para alimentar los respiraderos.

Una imagen del interior de una dolina entre los sedimentos del campo hidrotermal de Aurora muestra las capas geológicas pasadas. Es probable que las capas oscuras superiores representen restos continentales erosionados por los glaciares del norte de Groenlandia y arrastrados hasta este lugar. Las capas más claras y profundas podrían representar las rocas volcánicas alteradas por la actividad hidrotermal, mientras que se ve roca volcánica gris oscura en la base de la depresión.
Fotografía de OFOBS, AWI team

Sin embargo, con el paso de los años German y sus colegas han hallado fuentes en varias dorsales, incluidas las que se separan lentamente. Nuestro objetivo más reciente, la dorsal de Gakkel, es una falla volcánica que atraviesa el océano Glacial Ártico que se expande a un ritmo soporífero de menos de 1,3 centímetros al año.

«Ningún lugar está excluido de albergar actividad hidrotermal», afirma German. «Ahora podemos prescindir de ese mito».

Los científicos exploraron por primera vez las fumarolas hidrotermales de la dorsal de Gakkel en 2001. Durante aquel viaje, una capa de agua turbia detectada cerca del fondo marino sugirió la presencia de actividad hidrotermal y en un dragado de rocas extrajeron los restos de una chimenea extinta. Ambas observaciones pueden explicarse con fumarolas negras, un tipo de fuentes hidrotermales que emiten columnas de humo negro y caliente al agua.

Durante un segundo viaje en 2014, German y sus colegas regresaron a Aurora a bordo del rompehielos Polarstern. Buscaron respiraderos en busca de marcadores hidrotermales en la columna de agua y, hacia el final de la expedición, enviaron una cámara de alta resolución a las profundidades. Solo dos horas antes de tener que poner rumbo a casa, el equipo captó el primer atisbo de una chimenea pequeña, la intrusión pasajera de un respiradero en los márgenes de varios fotogramas.

Pero los marcadores hidrotermales escritos en el mar gélido apuntaban a que debajo debía haber algo mucho más grande. La expedición de este año, impulsada por aquel descubrimiento y que tiene por nombre la sigla HACON, quería contextualizar el campo de respiraderos de Aurora. ¿Cuál es la extensión del sistema entero? ¿Qué tipo de química involucra? ¿Puede el respiradero sustentar un ecosistema en el fondo marino? De hacerlo, ¿qué tipo de organismos lo habitan?

Y para los astrobiólogos a bordo, ¿qué información puede aportar este lugar a las iniciativas para detectar vida en los mundos con océanos cubiertos de hielo del sistema solar?

Como el champán malo

Responder a estas preguntas planteó dificultades incluso antes de que el rompehielos zarpara. La cámara de alta resolución que era tan fundamental para la misión, llamada «Ocean Floor Observation and Bathymetry System», u OFOBS, fue empaquetada por error con instrumental destinado a otra expedición polar. Y lo que es peor, casi perdieron en el fondo del mar un vehículo remoto sumergible de Woods Hole llamado Nereid Under Ice, o NUI.

El NUI es un vehículo sumergible de última generación de 2,5 millones de dólares que tiene el tamaño aproximado de una miniván. Puede pasar medio día bajo el agua antes de tener que recargarse, nadar a más de 40 kilómetros del barco y sumergirse a 4800 metros sin implosionar, lo que permite trabajar bajo una densa capa de hielo.

El sumergible de color naranja tiene un controlador a bordo que permite que funcione sin humanos, pero también pilotarse de forma remota, lo que significa que los científicos que ven la transmisión de sus cámaras en directo pueden dar instrucciones para que capture animales específicos en el fondo del mar, hunda tubos de muestreo en sedimentos específicos y ponga sondas diseñadas a medida en el fluido sulfúrico y efervescente que erupciona de una fuente hidrotermal. El geoquímico Eoghan Reeves de la Universidad de bergen, que una vez dio un trago (por accidente) a esta bebida del fondo del mar, dice que la mezcla burbujeante se parece al champán malo: «Huele fatal y sabe igual que huele».

Pero dos días antes de llegar al monte submarino Aurora, el NUI se sumergió y no regresó a la superficie. Mientras el vehículo se acercaba a su objetivo de profundidad, los sistemas a bordo se apagaron uno a uno. Los ingenieros intentaron que volviera a flotar a la superficie por sí solo activando un mecanismo de seguridad que debería haber liberado los pesos y restaurado la flotabilidad. En lugar de ascender, el NUI se quedó quieto y su lectura de profundidad se convirtió en una línea fatídica que aparecía en una pantalla en la sala de control del barco.

«Las probabilidades de que esté descansando en el fondo son muy altas y, en ese caso, se acabó», dijo Andy Bowen, director del centro nacional de inmersiones a gran profundidad del Instituto Oceanográfico de Woods Hole. Sin el NUI, solo contaban con el OFOBS, la cámara de alta resolución, para captar imágenes del respiradero. Pero la cámara no es dirigible y solo podían arrastrarla tras la nave, por lo que lograr observar una fumarola submarina dependía de la cooperación del hielo a la deriva y del grosor de los témpanos.

«Sabíamos que venir aquí sería difícil, que tendríamos problemas, pero esto superaba con creces nuestras expectativas», afirma Bénédicte Ferré, oceanógrafa física de la Universidad de Tromsø.

El Mordor de las profundidades

Por suerte, el NUI regresó a la superficie tres días después; el sistema de seguridad solo había tardado algo más de lo previsto en funcionar. Y aún mejor: mientras reparaban el NUI, el mosaico de hielo que cubría Aurora permitió al capitán del barco pasar la cámara OFOBS directamente por encima del campo hidrotermal de Aurora.

Aquella tarde, los científicos se congregaron frente a las pantallas del buque, escrutando con nerviosismo el lecho marino bajo el crepúsculo oscuro. Enseguida apareció una capa de gravilla casi negra que cubría el lodo de color beige que habían observado durante horas. Aparecieron franjas naranjas y amarillas y la cámara empezó a subir, moviéndose por una pared empinada y abrupta.

El científico de la NASA Kevin Hand (izq.), el ingeniero Andrew Klesh y el biólogo Dimitri Kalenitchenko del UiT-Universidad Ártica de Noruega investigan la superficie helada sobre el campo de fuentes hidrotermales de Aurora durante la expedición de octubre. Al equipo le interesa saber si el hielo sobre la fuente hidrotermal alberga marcadores de la química y la biología del monte submarino y de las profundidades.
Fotografía de Luis Lamar, Avatar Alliance Foundation

La formación de 15 metros de alto surgió de la nada: pináculos de material volcánico vomitados de debajo del lecho oceánico. Los sedimentos similares a la piedra pómez eran cada vez más oscuros y, de repente, durante un instante, una nube que se agitaba con violencia apareció en una esquina de la imagen, seguida por las fauces curvadas de un gran cráter dentado. Conforme el barco se movía, la nube se expandió y se convirtió en una fumarola gigante y negra que envolvió la cámara y siguió ondeando hacia arriba a lo largo de casi 800 metros. Esta fumarola era sin duda un monstruo que eclipsaba a cualquier chimenea media. Pasadas posteriores con la cámara revelarían aún más fumarolas negras en el fondo marino.

«Satánica, como las fábricas satánicas de la Revolución Industrial. Mordor», dijo German sobre la fumarola. «Sabíamos que tenía que haber algo más que lo que observamos en 2014».

Basándose en los grandes montones de sulfuros y chimeneas extintas, las fuentes de Aurora han estado activas durante milenios y quizá hayan sembrado el fondo oceánico ártico con calor y minerales desde antes de la llegada de los humanos a las Américas.

Pero el tiempo que lleva activo este campo sigue siendo una cuestión abierta, al igual que muchos de los misterios que el equipo quería resolver. Por ejemplo, sin una gran cantidad de muestras de las formas de vida del lugar, el equipo carece del material genético necesario para resolver fácilmente varias de las preguntas urgentes sobre cómo se desplazan las criaturas entre cuencas oceánicas.

Esqueletos de sílice

Algo que resulta más desconcertante en ciertos sentidos es que el ecosistema de Aurora parece ser disperso, al menos según las imágenes recopiladas en esta expedición. Aquí no hay campos obvios de gusanos de tubo, ni lechos de mejillones afilados, ni alfombras de anémonas de colores. Hasta las esteras microbianas, pese a ser visibles en algunas zonas, son bastante magras. Parece que esta chimenea es el reino de pequeños caracoles y crustáceos carroñeros parecidos a los camarones denominados anfípodos.

«No es nada comparada con los respiraderos de otros océanos, donde hay un montón de animales», afirma Ramirez-Llodra, que añade que «tenemos pocas imágenes. Son imágenes excelentes, pero no hemos reconocido la zona en detalle».

 

A Ana Hilário, ecóloga de la Universidad de Aveiro (Portugal), le sorprendió particularmente la ausencia de Sclerolinum, un tipo de gusano poliqueto que abunda en otras partes del fondo marino. Ella y Hans Tore Rapp, taxónomo de la Universidad de Bergen, sospechan que el lecho oceánico ártico podría estar poco poblado principalmente porque el océano polar septentrional aún es geológicamente joven —casi 60 millones de años— y es posible que la fauna abisal no haya tenido tiempo suficiente para abrirse camino hasta estas aguas y adaptarse a las condiciones extremas.

Los únicos organismos que parecen prosperar en la zona son dos tipos de esponjas vítreas, criaturas que se llaman así por sus esqueletos con filigranas de aspecto cristalino. A veces se dice que estas esponjas vítreas, que pueden medir casi un metro de diámetro y con una longevidad estimada de siglos, están vivas por los pelos. Es posible que menos del cinco por ciento de su biomasa sea orgánica y el resto sea sílice, el mismo material del que se componen la arena y el vidrio. Por suerte, el NUI se sumergió hasta el fondo marino tras la reparación y recopiló esponjas vítreas en un lugar cercano al respiradero.

Rapp sospecha que estas esponjas son capaces de sobrevivir en un ecosistema con escasez de nutrientes y de carbono, precisamente porque no necesitan muchas partículas de carbono orgánico. Más bien se han adaptado para sobrevivir con bajas concentraciones de materia orgánica disuelta y fabrican sus esqueletos con componentes básicos más disponibles.

«El sílice en las profundidades siempre está disponible», afirma Rapp. «Apenas cuesta nada construir un esqueleto».

Las observaciones plantean algunas posibilidades tentadoras de lo que podría acechar en los mares fuera de la Tierra, donde escasea la luz solar y la única forma de energía segura sería generada químicamente por las entrañas agitadas de un satélite cubierto de hielo.

Kevin Hand afirma que gran parte del trabajo que lleva a cabo en la NASA consiste en averiguar qué tipo de biomarcadores hay que buscar en las capas heladas que cubren los océanos alienígenas. Esa es una de las razones por las que estudia el hielo de Aurora, para averiguar si alberga marcas de las fuentes hidrotermales que sustentan vida que los científicos puedan aprender a reconocer en la Tierra y quizá en otros mundos.

«Usar el hielo como ventana al océano subyacente es relevante para aprender cómo son estos océanos fuera de la Tierra», afirma.

Este artículo se publicó originalmente en inglés en nationalgeographic.com.

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