Cosa sono le bocchette idrotermali?
Nel 1977, gli scienziati hanno fatto una straordinaria scoperta sul fondo dell’Oceano Pacifico: le bocche versano fluidi caldi e ricchi di minerali dal fondo marino. In seguito hanno scoperto che le prese d’aria erano abitate da organismi precedentemente sconosciuti che prosperavano in assenza di luce solare. Queste scoperte hanno cambiato radicalmente la nostra comprensione della Terra e della vita su di essa.,
Come le sorgenti calde e i geyser sulla terra, le bocche idrotermali si formano in aree vulcanicamente attive—spesso sulle creste medio-oceaniche, dove le placche tettoniche della Terra si stanno diffondendo e dove il magma sgorga fino alla superficie o si chiude sotto il fondo marino. L’acqua dell’oceano percola nella crosta attraverso fessure e rocce porose e viene riscaldata dal magma sottostante. Il calore aiuta a guidare le reazioni chimiche che rimuovono ossigeno, magnesio, solfati e altre sostanze chimiche dall’acqua che è entrata nell’oceano attraverso la pioggia, i fiumi e le acque sotterranee., Nel processo, i fluidi diventano anche più caldi e più acidi, inducendoli a lisciviare metalli come ferro, zinco, rame, piombo e cobalto dalle rocce circostanti. I fluidi riscaldati risalgono alla superficie attraverso aperture nel fondo marino. Le temperature del fluido idrotermale possono raggiungere i 400 ° C (750°F) o più, ma non bollono sotto l’estrema pressione dell’oceano profondo.
Mentre si riversano da uno sfiato, i fluidi incontrano acqua di mare fredda e ossigenata, causando un’altra serie più rapida di reazioni chimiche., Zolfo e altri materiali precipitano, o escono dalla soluzione, per formare torri ricche di metallo e depositi di minerali sul fondo marino. I fluidi contengono anche sostanze chimiche che alimentano i microbi alla base di una rete alimentare unica che sopravvive a parte il sole. Invece di fare affidamento sulla fotosintesi per convertire l’anidride carbonica in carbonio organico, i batteri utilizzano sostanze chimiche come l’idrogeno solforato per fornire la fonte di energia che guida i loro processi metabolici e, infine, supportano una vasta gamma di altri organismi come tubeworms, gamberetti e cozze.
Perché contano?,
Le bocchette idrotermali agiscono come sistemi idraulici naturali che trasportano calore e sostanze chimiche dall’interno della Terra e che aiutano a regolare la chimica globale degli oceani. Nel processo, accumulano grandi quantità di minerali potenzialmente preziosi sul fondo marino.
Le gigantesche miniere di rame di Cipro, ad esempio, sono state formate dall’attività idrotermale milioni di anni fa prima che quelle rocce venissero sollevate dal fondo marino per diventare terra asciutta., Si ritiene che giacimenti minerari di valore commerciale esistano sul fondo marino vicino alle bocche idrotermali, e alcune aziende hanno avuto piani di sviluppo per anni per sfruttare alcuni di questi. La difficoltà dell’estrazione mineraria in acque profonde vicino a ecosistemi fragili e le dimensioni relativamente ridotte dei depositi di fondo oceanico rispetto a quelli terrestri hanno finora impedito alle miniere di fondo marino di diventare commercialmente redditizie.
Gli sfiati supportano anche ecosistemi complessi di organismi esotici che hanno sviluppato adattamenti biochimici unici alle alte temperature e alle condizioni ambientali che considereremmo tossiche., Conoscere questi organismi può insegnarci l’evoluzione della vita sulla Terra e la possibilità di vita altrove nel sistema solare e nell’universo. Molti processi metabolici precedentemente sconosciuti e composti trovati negli organismi di sfiato potrebbero anche avere usi commerciali un giorno.
Durante una crociera OASIS verso il Mid-Cayman Rise nel gennaio 2012, il braccio manipolatore del veicolo a comando remoto Jason ha posizionato il tubo di aspirazione di un campionatore isobarico a tenuta di gas (IGT) nel flusso di fluido che sgorga da una bocca idrotermale., Il fluido contiene gas che sono in forma liquida a causa dell’alta pressione dell’oceano profondo. In passato, portare tali campioni in superficie ha comportato la perdita della porzione gassosa. Gli scienziati e gli ingegneri WHOI hanno sviluppato gli IGT per mantenere i campioni di fluido di sfiato ad alta pressione fino a quando non possono essere portati in un laboratorio per l’analisi. Il geologo WHOI Chris German ha guidato la spedizione, che ha visitato le più profonde bocche idrotermali conosciute al mondo. (Foto di Chris German e il gruppo Jason, Woods Hole Oceanographic Institution)
