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La ciencia detrás de las aguas termales del arco iris de Yellowstone

No es difícil encontrar maravillas naturales dentro del Parque Nacional de Yellowstone, pero la fuente termal más grande del parque podría ser la más notable, y no solo por su tamaño: apodada Grand Prismatic Spring, la fuente termal irradia agua extremadamente caliente y un impresionante color prismático. de su centro

Grand Prismatic Spring desde el alto punto de vista. Parque Nacional de Yellowstone, Wyoming, Estados Unidos de América. Grand Prismatic Spring desde el alto punto de vista. Parque Nacional de Yellowstone, Wyoming, Estados Unidos de América. (© Don Johnston / Todas las fotos de Canadá / Corbis)

No ajuste la configuración de color: el Grand Prismatic Spring es realmente de color arcoíris, siguiendo el espectro de la luz blanca a través de un prisma (rojo a azul). La primavera fue descrita y nombrada oficialmente por primera vez por la Expedición Hayden en 1871, que fue la primera exploración financiada por el gobierno federal de lo que se convirtió en Yellowstone. El líder de la expedición, Ferdinand Hayden, escribió:

Nada jamás concebido por el arte humano podría igualar la vivacidad peculiar y la delicadeza del color de estos notables manantiales prismáticos. La vida se convierte en un privilegio y una bendición después de haber visto y sentido completamente estos tipos incomparables de la habilidad astuta de la naturaleza.

Pero, ¿qué causa la magnífica coloración de las aguas termales? Todo es gracias a las bacterias amantes del calor que llaman hogar a la primavera.

Color diferente significa vida diferente en la primavera. Color diferente significa vida diferente en la primavera. (© klaus Lang / Todas las fotos de Canadá / Corbis)

Las aguas termales se forman cuando el agua caliente emerge a través de grietas en la superficie de la Tierra. A diferencia de los géiseres, que tienen obstrucciones cerca de la superficie (de ahí sus erupciones), el agua de las aguas termales fluye sin obstáculos, creando un ciclo continuo de agua caliente que sube, se enfría y cae. En la Gran Primavera Prismática, este ciclo constante crea anillos de temperaturas distintas alrededor del centro: el agua muy, muy caliente burbujea desde el medio y se enfría gradualmente a medida que se extiende por la superficie masiva de la primavera (370 pies de ancho).

El agua en el centro de la primavera, que burbujea a 121 pies de las cámaras subterráneas, puede alcanzar temperaturas de alrededor de 189 grados Fahrenheit, lo que hace que sea demasiado caliente para mantener la mayor parte de la vida (algunas vidas logran existir, pero se limita a los organismos que se alimentan de productos químicos inorgánicos como el gas hyrdogen). Debido a que hay muy poca vida en el centro de la piscina, el agua se ve extremadamente clara y tiene un hermoso color azul profundo (gracias a la dispersión de las longitudes de onda azules, la misma razón por la que los océanos y lagos parecen azules a simple vista). Pero a medida que el agua se extiende y se enfría, crea círculos concéntricos de diferentes temperaturas, como una muñeca matryoshka apilada, si cada muñeca significa una temperatura diferente. Y estos anillos de temperatura distintos son clave, porque cada anillo crea un ambiente muy diferente habitado por diferentes tipos de bacterias. Y son los diferentes tipos de bacterias que le dan a la primavera sus colores prismáticos.

Dentro de estos anillos viven diferentes organismos, incluidas las cianobacterias, un tipo de bacteria que obtiene su energía a través de la fotosíntesis. Mira la primera banda fuera del medio, ¿ves ese color amarillo? Eso es gracias a un tipo particular de cianobacterias, Synechococcus, que vive en esa banda de temperatura particular bajo estresores extremos. La temperatura de esa agua es apenas lo suficientemente fría como para ser habitable, a 165 ° F, pero las bacterias prefieren temperaturas más cercanas a 149 ° F. Pero una abundancia de luz también introduce estrés en el hábitat de Synechococcus .

La Gran Primavera Prismática obtiene sus colores del arco iris de diferentes organismos que viven en ella. La Gran Primavera Prismática obtiene sus colores del arco iris de diferentes organismos que viven en ella. (© Frank Lukasseck / Corbis)

El área alrededor del Grand Prismatic Spring está prácticamente desprovisto de árboles o de cualquier tipo de sombra. Eso no es solo un problema para los turistas, también es un desafío para Synechococcus . No se puede escapar del sol, y en la alta elevación de Yellowstone, la luz ultravioleta de los rayos del sol se vuelve extremadamente, extremadamente dura.

Pero a pesar de que viven en aguas demasiado expuestas y demasiado calientes, Synechococcus logra sobrevivir, a través de un equilibrio de pigmentos fotosintéticos, compuestos químicos que reflejan solo ciertas longitudes de onda de luz visible, lo que hace que aparezcan en varios colores. El pigmento primario para la fotosíntesis es la clorofila, que vemos como verde. Pero los niveles de clorofila pueden, a veces, ser superados por un pigmento accesorio conocido como carotenoides. Los carotenoides son rojos, naranjas o amarillos; El amarillo de Synechococcus es exactamente el mismo pigmento, betacaroteno, que en altas concentraciones hace que la naranja que vemos en las zanahorias.

Los carotenoides protegen las células de Synechococcus de la luz solar extrema, capturando longitudes de onda duras (como la ultravioleta) y pasando esa energía a pigmentos de clorofila, que luego convierten la energía de la luz en energía química. Entonces, dado que los Synechococcus que viven en la banda de temperatura amarilla viven en condiciones difíciles, producen más carotenoides de los que tendrían si estuvieran viviendo en condiciones de temperatura óptimas (como en los anillos exteriores), lo que le da a la banda su color amarillo. Si tuviera que rozar una pequeña cantidad de Synechococcus fuera de la parte superior de esa banda de temperatura, o si encuentra a Synechococcus viviendo donde hay menos luz solar, el Synechococcus se parecería más a las algas azul-verdes que estamos acostumbrados a ver en los lagos. y estanques en otros lugares. Dado que el color de Synechococcus depende tanto de la luz solar, también significa que en el invierno, cuando el sol es menos duro, las bacterias producen menos carotenoides y, por lo tanto, se ven menos amarillas y más azul verdosas.

Moviéndose hacia afuera de la banda amarilla, la temperatura de las aguas termales comienza a enfriarse y, a medida que la temperatura se enfría, puede florecer un conjunto más diverso de vida bacteriana. Synechococcus todavía vive en la banda naranja (que es alrededor de 149 grados Fahrenheit), pero se les une otro tipo de bacteria, conocida como bacteria cloroflexi. Algunas bacterias cloroflexi también son fotosintéticas, pero producen energía usando diferentes tipos de clorofila y diferentes tipos de carotenoides, que se manifiestan como colores ligeramente diferentes. El resultado neto de esta diversidad de colores es el color naranja que se ve en las imágenes; no es que cada bacteria se manifieste como naranja individualmente, sino que el color compuesto de todas las bacterias que se ven juntas es naranja. Y ese color naranja, como el amarillo en el anillo al lado, proviene de los carotenoides, que estas bacterias producen para ayudar a protegerse de la dura luz del sol de verano de Yellowstone.

El anillo más externo es el más frío, a alrededor de 131 ° F, y alberga la comunidad más diversa de bacterias. Como aún más organismos pueden vivir en el anillo más externo, la mezcla de sus diversos carotenoides produce el color más oscuro de todos: el tipo de rojo marrón que se ve en las fotos.

Dependiendo de la temporada, el color de la primavera puede fluctuar. Dependiendo de la temporada, el color de la primavera puede fluctuar. (© David Santiago García / Aurora Photos / Corbis)

Para ver la Gran Primavera Prismática mientras está en Yellowstone, diríjase a Midway Geyser Basin, a mitad de camino entre las regiones Madison y Old Faithful del parque. Desde el estacionamiento allí, tome el camino hacia el sur hacia el río Firehole. El camino lo llevará junto a las aguas termales, pero para una vista verdaderamente espectacular de los colores de la primavera, obtenga algo de altura. Intente caminar hasta Midway Bluff, que ofrece una vista panorámica de Midway Basin y las aguas termales a continuación.

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