- Los estudios buscan entender cómo la composición del agua marina y las rocas influyen en la generación de nutrientes necesarios dentro de procesos metabólicos de microorganismos de la corteza oceánica
A fin de comprender los procesos biológicos de microorganismos que habitan sistemas hidrotermales, en el fondo de los océanos, un geólogo mexicano en la Universidad de Toronto realiza una serie de investigaciones acerca de los procesos químicos y geológicos que se generan durante la interacción de agua marina con rocas del fondo oceánico. Sus estudios han arrojado como resultado que la composición y la salinidad en el mar influyen en la velocidad en la se generan los nutrientes que las bacterias y otros organismos que habitan el fondo marino usan para su alimentación.
El doctor Héctor Lamadrid explicó que en dichos ambientes geológicos se genera un proceso denominado serpentinización, en el cual se forma el mineral serpentina; este fenómeno ocurre debido a la infiltración de agua marina en extensas regiones del fondo marino denominadas dorsales oceánicas. Este suceso es origen de grandes sistemas hidrotermales en los que el agua tiene temperaturas de entre 100 y 300 grados centígrados, y donde las rocas bajo el piso oceánico sufren alteraciones químicas que producen hidrógeno y metano, los cuales son alimento básico de comunidades de microorganismos.
Para recrear este ciclo, en el laboratorio se realizaron experimentos en los que se preparó “agua marina sintética”, al añadir al vital líquido algunos compuestos químicos como cloruro sódico y de magnesio. Con el objetivo de emular lo que sucede en las rocas del fondo marino, se puso en contacto la preparación mencionada con el mineral denominado “olivino”, el cual es el componente principal de las rocas de la corteza oceánica.
El primer paso de la experimentación fue colocar un pequeño cristal de olivino previamente fracturado dentro de una cápsula de platino, en la cual también se inyectó el agua preparada con sales. Después, se soldó el estuche, se sometió a alta presión y a una temperatura de 700 grados centígrados; a estas condiciones las fracturas del cristal comienzan a “recristalizarse” y pequeñas fracciones del fluido quedan atrapadas dentro del cristal, mismo que a continuación es cortado con unas sierras de alta precisión y pulido con el objetivo de observar en el microscopio las inclusiones de los fluidos atrapados en el material.
La segunda parte de la investigación se enfoca en la serpentinización. A través de aditamentos especiales en el microscopio se eleva la temperatura de los cristales, aproximadamente de 200 a 300 grados centígrados, así se pueden observar en vivo y de forma aislada las reacciones químicas que ocurren en los fondos oceánicos.
“De esta manera podemos medir la velocidad y el impacto que diferentes compuestos químicos disueltos tienen en la reacción de serpentinización, la cual es importante, ya que de él derivan varias de las reacciones químicas que producen nutrientes como hidrógeno y metano, base de la alimentación de microorganismos que a su vez son elementales de las cadenas de alimentación de las comunidades marinas en los fondos oceánicos”, refirió el también maestro en Ciencias por la UNAM.
Por ello, a través de la experimentación se busca determinar, desde la perspectiva más básica y con el control de todas las variables, cuál es la velocidad a la que estas reacciones ocurren, ya que de suceder rápidamente el proceso, se tendrá un volumen grande de hidrógeno y metano, en contraste, al ser lento no habrá una cantidad constante y suficiente de los nutrientes que utilizan las bacterias y otros microorganismos para alimentarse. Entender la rapidez de estas reacciones químicas acercaría a conocer detalladamente cómo se forman las cadenas alimenticias y la vida en los océanos modernos y del pasado geológico.
“Hemos descubierto en los experimentos que con salinidad normal del agua marina, que contiene aproximadamente tres punto cinco por ciento de peso en sal, y a la temperatura a la que las reacciones ocurren, 300 grados centígrados, la reacción sucede rápidamente y en solo pocos días se observa la formación de cristales de serpentina. Si se dobla el nivel de sal a siete por ciento las reacciones ocurren en diez días; al ocuparse un diez por ciento, los procesos se vuelven extremadamente lentos y pasaron más de 120 días para que ocurrieran”, detalló Héctor Lamadrid.
A decir del mexicano la investigación cuenta con una publicación en la revista Nature Communications y la próxima fase de su trabajo consistirá en comprender qué sucede a niveles de macro escala a través de simulaciones computacionales.
