Publicado 18/05/2020 16:35:57 +02:00CET

Hidrógeno bajo las dorsales oceánicas apunta a una biosfera desconocida

Universidad de Duke

MADRID, 18 May. (EUROPA PRESS) -

Al proporcionar la primera estimación de cuánto hidrógeno está disponible para alimentar la vida microbiana en la corteza submarina sin sol debajo del Mid-Ocean Ridge (MOR), el sistema de dorsales ocèanicas, un nuevo estudio dirigido por la Universidad de Duke arroja luz sobre una de las biosferas menos conocidas de la Tierra.

También puede ayudar a iluminar cómo condiciones similares podrían soportar la vida en otros entornos extremos, desde planetas distantes hasta la Tierra primitiva. Los resultados se publican en PNAS.

La mayoría de los microbios usan la fotosíntesis alimentada por la luz solar para crear materia orgánica. Pero las comunidades microbianas quimiosintéticas que viven en las profundidades de la roca volcánica de la corteza oceánica de la Tierra carecen de esta fuente de energía y usan hidrógeno, liberado como gas libre cuando el agua fluye a través de la roca rica en hierro, como combustible para convertir el dióxido de carbono en alimento.

Los científicos han sabido que la vida puede prosperar en el abismo desde poco después del descubrimiento de los primeros respiraderos hidrotermales de aguas profundas en 1977. Pero no fue sino hasta 2013 que los microbiólogos descubrieron comunidades microbianas que viven dentro de rocas volcánicas debajo del fondo marino. Ese descubrimiento despertó una curiosidad científica generalizada, no solo por el tamaño potencial de la biosfera recién descubierta (la corteza oceánica tiene varios kilómetros de espesor y cubre el 60% de la superficie de la Tierra), sino también porque las condiciones extremas y pobres en oxígeno que se encuentran allí son similares a las que cuando la vida comenzó por primera vez en la Tierra, un momento en que la energía química puede haber sido la única fuente de energía disponible para alimentar el metabolismo de los microbios.

"Hasta ahora, sin embargo, no teníamos buenas restricciones sobre el tamaño general de estas comunidades microbianas o la cantidad de hidrógeno que consumen. Este nuevo estudio proporciona una primera estimación y nos da nuevas perspectivas sobre el alcance del impacto de estos microbios en el clima y el plaeoclima de la Tierra", dijo en un comunicado Lincoln Pratson, profesor de Energía y Medio Ambiente en Duke.

"También nos da condiciones límite para las que tuvieron que enfrentar algunas de las primeras formas de vida en la Tierra, y para dónde podrían buscar vida en otros planetas", dijo.

Para llevar a cabo su estudio, construyeron un modelo de caja que evaluó la producción total de gas hidrógeno (H2) a partir de nueve fuentes geológicas diferentes dentro de un corredor de corteza oceánica de casi 30 millones de kilómetros cuadrados centrado en la MOR. El corredor serpentea a lo largo de la dorsal a través de todos los océanos del mundo y cubre aproximadamente el 10% de toda la corteza oceánica.

El equipo también estimó la cantidad de este gas de hidrógeno que probablemente se estaba liberando al océano a través de respiraderos hidrotermales del fondo marino, en base a más de 500 mediciones de muestras de agua recolectadas por otros investigadores en expediciones anteriores a lo largo de la Cordillera del Océano Medio.

"Al restar la cantidad de gas que se ventea, que era aproximadamente 20 millones de toneladas métricas por año, de la cantidad que se produce, que era aproximadamente 30 millones de toneladas métricas por año, nos quedamos con alrededor de 10 millones de toneladas métricas anuales que son, presumiblemente , siendo consumida por microbios dentro de esta franja de corteza ", dijo la autora principal, Stacey L. Worman, una ex alumna de Pratson, cuya disertación doctoral de 2015 sobre las reservas de gas de hidrógeno debajo de la dorsal océanica proporcionó el impulso para el nuevo estudio.

Estos números sugieren que las comunidades microbianas juegan un papel importante en ayudar a regular la biogeoquímica global de la Tierra, dijo Worman. "Los microbios debajo del fondo marino y en el océano oscuro consumen cantidades significativas de este gas reducido. Sin estos microbios que consumen este gas altamente difusivo, este H2 producido geológicamente podría escapar a la atmósfera", dijo.

Tal entrada representaría un aumento considerable (alrededor del 10%) al presupuesto actual de hidrógeno atmosférico de la Tierra. Dado que el gas de hidrógeno puede acelerar la acumulación de gases de efecto invernadero en la atmósfera inferior, eso podría tener un impacto significativo en el calentamiento global.

A escala mundial, el impacto puede ser mucho mayor, señaló Pratson, ya que el 90% restante de la corteza oceánica que no se incluyó en este estudio también puede tener producción y consumo de hidrógeno.

"Si bien nuestro análisis estima cuánto H2 podría consumir la biosfera profunda en las cercanías del MOR, no está claro si el tamaño de la biosfera profunda está limitado por la disponibilidad de H2 o por otros factores, como la temperatura, los nutrientes, la presión, el pH o incluso el espacio ", dijo Worman. "Combinar este estudio y el trabajo futuro sobre el presupuesto H2 con otras limitaciones clave para la vida es una vía prometedora para avanzar en nuestra comprensión de su origen y evolución aquí en la Tierra y para apuntar a dónde buscar vida en otras partes del universo".

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