El descubrimiento reciente de oxígeno molecular a 4.000 metros de profundidad en una vasta región oscura del océano Pacífico está revolucionando nuestra comprensión de los ecosistemas marinos.
Autora: Anna Bozzano
El oxígeno que sustenta la vida en nuestro planeta se debe al proceso de la fotosíntesis llevada a cabo por plantas terrestres y marinas, algas y cianobacterias. Este proceso empezó hace dos mil millones de años y, considerando que la vida en la Tierra apareció hace unos 3,6 mil millones de años, la vida temprana en nuestro planeta fue predominantemente anaeróbica. Esta es la teoría tradicionalmente aceptada.
Diversidad de vida en las profundidades
Sin embargo, los biólogos y geoquímicos marinos saben que, muy lejos de la luz del sol y los procesos fotosintéticos, y sometidas a presiones extremas, las grandes profundidades marinas albergan una asombrosa diversidad de organismos que han desarrollado adaptaciones únicas para sobrevivir en estos ambientes extremos, algunos de ellos incluso caracterizados por la ausencia de oxígeno (condiciones de anoxia). Desde hace 50 años se conocen zonas oceánicas de oxígeno mínimo, en las que los microorganismos agotan el oxígeno disuelto, así como áreas donde organismos como gusanos tubícolas gigantes, mejillones quimiosintéticos y gambas ciegas han evolucionado para aprovechar la energía de compuestos químicos inorgánicos en lugar de la luz solar: las fuentes hidrotermales, chimeneas submarinas que expulsan agua sobrecalentada y rica en minerales, creando oasis de vida en medio de la oscuridad abisal. Esto demuestra que la vida puede prosperar en condiciones extremas y que la energía puede obtenerse de diversas fuentes.
Sorprendente hallazgo
Sin embargo, nadie esperaba encontrar oxígeno molecular (O2) a 4.000 metros de profundidad, un hecho que sorprendió a la comunidad científica internacional a principios de julio de este año. En una vasta región oscura del noreste del océano Pacífico, entre México y Hawái, se encuentra la zona Clarion-Clipperton, cuyo lecho marino está tapizado de nódulos y costras polimetálicas, concreciones rocosas que contienen elementos metálicos (manganeso, hierro, silicio, aluminio, níquel, cobre, cobalto, entre otros) suficientes para responder a la demanda energética mundial de las próximas décadas. También alberga más de 5.000 especies, de las cuales cerca del 80% son consideradas nuevas para la ciencia (Rabone et al 2023). Los nódulos polimetálicos son la nueva frontera de la minería submarina debido al auge mundial de la demanda de metales para la industria de las nuevas tecnologías, lo cual ha suscitado un interés sin precedentes –y una gran preocupación– por los hábitats de aguas profundas donde se hallan estos recursos minerales.
Generación de oxígeno oscuro
El oxígeno encontrado, definido como “oxígeno oscuro” por los científicos que publicaron el hallazgo (Sweetman et al 2024), se genera a partir de reacciones químicas que involucran estos minerales. Los nódulos polimetálicos se forman alrededor de un núcleo, que pueden incluir microfósiles, fragmentos de conchas, dientes de tiburón o rocas basálticas. El proceso de crecimiento es lento y ocurre a lo largo de escalas de tiempo geológicas. Sus tamaños varían desde formas microscópicas hasta 20 centímetros de diámetro (aunque de media miden entre 5 y 10 centímetros) y parecen actuar como catalizadores, facilitando reacciones químicas que descomponen el agua (H₂O) en hidrógeno y oxígeno. Este proceso, conocido como electrólisis, es similar al que se logra con una pila AA de 1,5 voltios, comúnmente utilizada en dispositivos domésticos. En la superficie de los nódulos se crea un potencial eléctrico de aproximadamente 0,96 voltios. Cuando muchos de estos nódulos están cerca unos de otros, pueden generar suficiente tensión para liberar oxígeno molecular y, a medida que el agua de mar entra en contacto con los nódulos, se desencadena la reacción química que libera oxígeno de manera discontinua.
El oxígeno encontrado, denominado “oxígeno oscuro” por los científicos que publicaron el hallazgo –Sweetman et al 2024–, se genera a partir de reacciones químicas que involucran estos minerales.
Factores de influencia
De hecho, la capacidad de generar oxígeno depende en gran medida de la composición específica de cada nódulo y de las condiciones ambientales circundantes. Por ejemplo, la producción de oxígeno es inversamente proporcional a la cantidad de sedimento que recubre los nódulos, lo que plantea preguntas importantes sobre cómo la distribución del sedimento durante la extracción de recursos en aguas profundas podría influir en este proceso natural de producción de oxígeno.
Impactos de la minería submarina
Aún se desconoce qué organismos marinos podrían estar beneficiándose directamente de este “oxígeno oscuro”. Se necesitan más investigaciones para identificar las especies que habitan estas zonas y comprender sus adaptaciones metabólicas. Sin embargo, este descubrimiento tiene implicaciones significativas para la minería submarina. La extracción de nódulos polimetálicos, que son una fuente de valiosos metales para la industria tecnológica, podría tener un impacto negativo en la producción de oxígeno oscuro y, por lo tanto, en la salud de los ecosistemas marinos. De hecho, la acción de minería en el área Clarion-Clipperton del 1978 dejó una zona sin vida que, en 2016, casi 40 años después, no se había recuperado, evidenciando la fragilidad y la baja resiliencia de estos ecosistemas profundos.
Replanteando el origen de la vida
El fenómeno de la producción de oxígeno profundo es desde luego no sólo una nueva pieza añadida al complejo rompecabezas de la vida en las grandes profundidades, sino también un hallazgo que podría hacer replantear el origen de la vida, ya que los procesos geológicos también podrían haber contribuido significativamente a la oxigenación de nuestro planeta en su primerísima etapa.
Nuevo capítulo en la comprensión de los océanos
El “oxígeno oscuro” representa un nuevo capítulo en nuestra comprensión de los océanos y de la vida en la Tierra. A medida que continuamos explorando las profundidades marinas, seguramente encontraremos más secretos que desafiarán nuestras ideas preconcebidas y expandirán nuestros horizontes, recordándonos que aún hay mucho que aprender sobre nuestro propio planeta.
Nota:
Nuestro agradecimiento a la Dra. Graziella Bozzano, del Servicio Hidrográfico Nacional de la República Argentina, a quien se ha consultado para realizar este artículo.
Documentación:
Rabone et al 2023: How many metazoan species live in the world’s largest mineral exploration region? Current Biology, May 25, open access.
Sweetman et al 2024 Evidence of dark oxygen production at the abyssal seafloor. Nature Geoscience, July 22, open access.
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