Justo en el medio del Océano Atlántico, en la cima de una montaña submarina que se eleva a más de 10, 000 pies sobre el fondo del mar, se encuentra Lost City. Cientos de agujas blancas sobresalen en el océano oscuro, que abarca el área de una manzana y se eleva entre 30 y 200 pies de altura. Fluidos alcalinos calientes llenos de gas de hidrógeno arrojan desde la parte superior de estas torres naturales hacia las aguas al este de la Cordillera del Atlántico Medio.
Lo que parece una metrópolis abandonada hace mucho tiempo es, de hecho, rebosante de vida microscópica. Los billones de residentes microbianos de Lost City, encaramados en la cima del Macizo Atlantis, se han convertido en una fascinación para los científicos. Estos microbios, que prosperan en un campo de ventilación hidrotermal en las profundidades del Atlántico, guardan el secreto de la supervivencia de la vida en entornos tan hostiles, e incluso pueden proporcionar pistas sobre los orígenes de la vida en la Tierra.
Mañana, 8 de septiembre, un grupo de 22 investigadores, microbiólogos, geólogos y oceanógrafos, viajará a Ciudad Perdida por primera vez en años. Este grupo de científicos quiere saber cómo se ganan la vida los microbios de Ciudad Perdida, qué comen y respiran, y cómo sobreviven en las temperaturas y presiones extremas del océano profundo.
"Queremos saber cómo viven allí", dice el co-líder del equipo William Brazelton, un microbiólogo de la Universidad de Utah.
Descubierta en 2000, Lost City es uno de los pocos lugares conocidos en el planeta. A diferencia de los tipos más comunes de respiraderos hidrotermales, como los fumadores negros y las filtraciones de metano, Lost City no se alimenta de la actividad volcánica. Por el contrario, las rejillas de ventilación se crean cuando el agua de mar encuentra rocas del manto de la Tierra, creando gas y energía en un proceso conocido como serpentinización. El agua rica en calcio de estos respiraderos reacciona con carbono en el agua de mar para formar las icónicas chimeneas de carbonato de la Ciudad Perdida.
Chimeneas de carbonato de Ciudad Perdida fotografiadas durante una expedición de 2005 al sistema de ventilación hidrotermal. (D. Kelley / M. Elend / UW / URI-IAO / NOAA / The Lost City Science Team) El gas de hidrógeno que sale de las chimeneas proporciona una amplia fuente de energía para los microbios que viven en Lost City. "Es lo más parecido a un almuerzo gratis que ofrece el universo", dice Brazelton. Las chimeneas también liberan metano, una molécula orgánica que es una rica fuente de energía para muchos tipos de vida.
Si bien la energía es abundante, aún no está claro de dónde los microbios en este ecosistema de aguas profundas obtienen su carbono o nutrientes. Según la co-líder del equipo Susan Lang, geoquímica de la Universidad de Carolina del Sur, resolver este misterio es una de las principales misiones de la expedición.
"Una de las preguntas que estamos tratando de responder es, ¿para qué están robando estos microbios?", Dice ella. "La vida siempre está buscando algo".
Durante la expedición de tres semanas, los científicos a bordo del buque de investigación de la Marina de los EE. UU. (R / V) Atlantis enviarán un vehículo operado de forma remota (ROV), llamado Jason, a unos 2.600 pies hacia Lost City para recoger muestras. "Jason parece un SUV con una gran cola que sale de la parte posterior", dice Beth Orcutt, una microbióloga del Laboratorio Bigelow de Ciencias del Océano, que participa en la expedición pero no va ella misma. "Los científicos usan a Jason como sus ojos y brazos en el fondo marino".
Jason recolectará sedimentos del fondo marino y extraerá pequeñas muestras de chimeneas de Ciudad Perdida, pero sobre todo, Jason recolectará agua. Los científicos de la expedición planean recolectar el agua que sale de las chimeneas para capturar los microbios que viven en las profundidades del macizo Atlantis. Los investigadores plantean la hipótesis de que los microbios dentro de la montaña introducen carbono y nutrientes en el ecosistema, lo que permite la vida microbiana en la superficie de las chimeneas.
"Mostraría que la tierra es un sistema altamente conectado", dice Lang. "Incluso los organismos realmente extraños que viven en el fondo submarino están permitiendo la vida en la superficie".
El ROV Jason, que explorará Lost City y tomará muestras este mes. (Tom Kleindinst / Institución Oceanográfica Woods Hole) Determinar cómo sobreviven los microbios dentro de la montaña, donde las condiciones inhóspitas rodean el proceso de serpentinización, también podría dar una idea de la posible vida en otros planetas. Debido a que los ingredientes son relativamente simples (roca y agua de mar), y el ambiente está libre de oxígeno, los microbios dentro de la Atlántida podrían ser una ventana a formas de vida extraterrestres.
"Este es un ejemplo de un tipo de ecosistema que podría estar activo en Encelado o Europa en este momento", dijo Brazelton, refiriéndose a las lunas acuosas de Saturno y Júpiter, "y quizás Marte en el pasado".
El ROV Jason recogerá alrededor de 30 litros de agua de mar todos los días. Parte del agua recolectada se almacenará en congeladores para futuras investigaciones, mientras que otra se analizará en el lugar para medir la composición química, así como las poblaciones de microbios y virus. En los próximos años, las pruebas genéticas de las muestras de agua de mar iluminarán qué tipos de microbios viven en este entorno extremo y cómo logran sobrevivir.
También hay científicos que creen que Ciudad Perdida, o un lugar como este, puede ser donde comenzó la vida en la Tierra. "Es un buen sistema para donde la vida temprana puede haberse desarrollado", dijo Lang. Los pequeños poros en las paredes de las chimeneas de la Ciudad Perdida, combinados con agua de mar básica (en lugar de ácida) y una fuente de energía ilimitada en el gas de hidrógeno, podrían proporcionar las condiciones de Ricitos de Oro necesarias para la vida espontánea.
"La geoquímica y la geología en Lost City parecen unirse de una manera que resolvería el enérgico problema del huevo y la gallina del origen de la vida", dijo Jeffrey Marlow, un microbiólogo de la Universidad de Harvard que no está involucrado en la expedición. El problema del "huevo y la gallina" se refiere al hecho de que una célula necesita energía para crear biomoléculas, y se necesitan biomoléculas para aprovechar la energía.
Marlow cree que es plausible que el agua de alto pH que se arremolina en los poros de la chimenea en Lost City pueda generar condiciones favorables para que comience la vida. El gas de hidrógeno y otras moléculas que se mezclan en los poros pueden crear un precursor a una célula, conocida como protocelda.
Una imagen de microscopio electrónico de barrido revela las biopelículas de gasa hechas de microbios en y dentro de las chimeneas de Ciudad Perdida. (Cortesía de Tomaso Bontognali, Susan Lang y Gretchen Früh-Green) Existen otros lugares como Ciudad Perdida en las profundidades del mar, pero han resultado difíciles de encontrar. Debido a que los subproductos de la serpentinización son relativamente mundanos, principalmente hidrógeno y metano, los sitios como Lost City no tienen firmas biológicas firmes como otros sistemas de ventilación hidrotermales, como los fumadores negros que emiten gas azufre. "Pensaríamos que sitios como Lost City están bastante extendidos, simplemente no sabemos dónde están", dice Lang. "En este momento, diríamos que Lost City es única, pero probablemente no está sola".
Encontrar otra Ciudad Perdida pronto parece poco probable teniendo en cuenta que la mayor parte del océano nunca ha sido explorada por humanos. "Solo hemos visto una pequeña fracción del fondo marino", dice Marlow. "Hay mucho más por descubrir". Según el Servicio Oceánico Nacional de los Estados Unidos, menos del 20 por ciento del océano ha sido cartografiado u observado por humanos.
El océano profundo es tanto una frontera para los científicos como el espacio profundo. Los investigadores apenas comienzan a comprender cómo funciona la vida diversa en ecosistemas extremos cerca del fondo marino, y los científicos no son los únicos que miran hacia las profundidades del mar. Los recursos minerales, como el níquel, el cobalto, la plata y el oro, han despertado el interés de las compañías mineras, que están invirtiendo cada vez más en la explotación futura de las aguas profundas.
"Cuando era un estudiante que aprendía sobre las profundidades del mar, la idea de que hay minerales en el fondo marino que las industrias querrían extraer era una idea de ciencia ficción porque no era económicamente viable", dijo Orcutt. Pero ahora, las tecnologías requeridas están aquí, y la Autoridad Internacional de los Fondos Marinos (la agencia de las Naciones Unidas que da permiso para minar en aguas internacionales) otorga permisos para la exploración minera cada año. Uno de esos permisos, emitido en agosto de 2017, le dio a Polonia el derecho de explotar el área del fondo marino donde se encuentra Lost City.
Una estructura de "colmena" en Ciudad Perdida. (Cortesía de Deborah Kelley, Universidad de Washington) Algunos científicos marinos dicen que extraer el fondo marino antes de que comprendamos su biología básica podría ser una receta para el desastre. "Al igual que con cualquier frontera, es bastante fácil afectar los cambios sin siquiera saber qué hay allí o cuáles son las vulnerabilidades", dice Lisa Levin, bióloga de aguas profundas y cofundadora de la Iniciativa de Administración del Océano Profundo, que tiene como objetivo acercar a los científicos, economistas, expertos en políticas y representantes de la industria juntos en temas de explotación de aguas profundas. Levin dice que cuando Polonia recibió los derechos para explotar el área alrededor de Ciudad Perdida, levantó una bandera roja para los microbiólogos de aguas profundas. "Fue un evento catalítico".
Muchos investigadores de las profundidades marinas ahora están llamando a conservar Lost City y lugares como este, destacando la importancia global de la microbiología de las profundidades oceánicas, que contribuye a los ciclos de nutrientes, la mitigación climática y la diversidad genética. "Queremos llamar la atención sobre la fracción invisible de la vida", dice Orcutt, quien ha organizado reuniones científicas sobre los impactos de la minería en aguas profundas en la actividad microbiana. “El fondo del mar tiene valor. Cada vez que los científicos van al fondo del océano, se descubren nuevas especies. Hay tanto océano que no conocemos ”.
La expedición de este mes a Ciudad Perdida nos ayudará a aprender un poco más sobre los misteriosos mundos a continuación.
