La Vida y el agua bulle en la zona crítica terrestre y en las profundidades de la litosfera
Fuente: Colaje imágenes Google
Como los seguidores más asiduos de esta bitácora sabréis, la denominada La Zona Crítica Terrestre forma parte de los intereses de nuestra bitácora. Esta se extiende más allá de lo que hoy reconocemos como suelos, alcanzando y sobrepasando los acuíferos. Hemos escrito diversos posts sobre ella y estos han ido incluyéndose en nuestra categoría Zona Crítica Terrestre y El Futuro de la Edafología. Sin embargo, el universo invisible que tenemos bajo nuestros pies va más allá de esta y puede alcanzar algunos kilómetros de profundidad. También os hemos hablado de tal asunto en algunas entradillas, siendo, en cualquier caso, prácticamente desconocida e insondable esta región de la Tierra. Hoy vamos a mostraros, sin más comentarios, dos notas de prensa que van desde la producción primaria neta de los ecosistemas de los acuíferos hasta las formas de vida y sus procesos en acuíferos enormemente profundos a casi tres kilómetros de profundidad, con aguas aisladas y almacenadas desde hace 1.200 millones de años. Seguimos informando y lanzando sondas virtuales a ese universo. No os asoméis los que tengáis vértigo. Empero en esta ocasión os dejo las noticias traducidas del suajili al español-castellano, sin más. Este bloguero podría añadir algún comentario adicional. Sin embargo, poco más aportaría a lo que podéis leer abajo ya que soy profano en la materia. Así descansáis un poco de este impresentable administrador. Eso sí hay que recordar que la sobreexplotación y contaminación de loa acuíferos está ya generando estragos ecosistémicos, como bien sabréis. Espero ampliar vuestra cultura general “hacia abajo, vertiginosamente” al igual que me ocurre a mí personalmente.
Juan José Ibáñez
Continúa…….
Zona Crítica Terrestre y El Futuro de la Edafología
La vida en el interior de la Tierra es tan productiva como en algunas aguas
oceánicas
por Staff Writers; Jena, Alemania (SPX) Jun 30, 2022
Los hábitats terrestres y marinos han sido considerados los ecosistemas con mayor producción primaria en la tierra con diferencia, es decir, la conversión de carbono inorgánico en orgánico. Las algas microscópicas en las capas superiores de los océanos y las plantas en la tierra se unen al carbono atmosférico (CO2) y producen material vegetal impulsado por la fotosíntesis, es decir, el sol proporciona la energía. Dado que la luz solar no penetra en el subsuelo, casi no se espera tal producción primaria. Hasta aquí la teoría.
Sin embargo, los análisis genéticos de microorganismos en las aguas subterráneas han indicado que incluso aquí muchos microorganismos son capaces de producción primaria. En ausencia de luz, deben obtener la energía de los compuestos inorgánicos oxidantes, como el azufre reducido de las rocas circundantes. Sin embargo, el papel de los productores primarios en el subsuelo nunca antes se había confirmado.
El agua subterránea es una de nuestras fuentes más importantes de agua potable limpia. El entorno de aguas subterráneas de los acuíferos carbonatados por sí solo, que es el foco del estudio, proporciona alrededor del diez por ciento del agua potable del mundo. Con esto en mente, los investigadores llevaron a cabo mediciones de la fijación de carbono de microorganismos microbianos en un acuífero subsuperficial, de 5 a 90 metros bajo tierra.
Tasas de producción primaria sorprendentemente altas en la oscuridad
total «Las tasas que medimos fueron mucho más altas de lo que anticipamos«, dice el primer autor del estudio, el Dr. Will Overholt, investigador postdoctoral en la Universidad Friedrich Schiller de Jena. «Equivalen a las tasas de fijación de carbono medidas en aguas superficiales marinas pobres en nutrientes y son hasta seis veces mayores que las observadas en las zonas más bajas del océano abierto iluminado por el sol, donde hay suficiente luz para la fotosíntesis«.
Sobre la base de las tasas de fijación de carbono medidas, los investigadores extrapolaron conservadoramente la producción primaria mundial en aguas subterráneas de carbonato a 110 millones de toneladas métricas de carbono por año. En conjunto, la productividad primaria neta de aproximadamente el 66% de los depósitos de agua subterránea del planeta ascendería a 260 millones de toneladas métricas de carbono al año, lo que representa aproximadamente el 0,5% de la de los sistemas marinos y el 0,25% de las estimaciones de producción primaria neta mundial.
«Esto puede sonar pequeño, pero estas mediciones representan solo nuestra primera estimación de cuál puede ser el verdadero valor global», dice la autora principal, la profesora Kirsten Kusel, de la Universidad de Jena e iDiv. «Dado que hay muy poca energía disponible en estos hábitats pobres en nutrientes y permanentemente oscuros, incluso un pequeño porcentaje de la producción primaria mundial es una sorpresa».
Los investigadores también buscaron identificar los microorganismos responsables de fijar el carbono y generar nueva biomasa dentro del acuífero. Los análisis metagenómicos apuntan a un microorganismo muy abundante no estrechamente relacionado con bacterias previamente estudiadas, dentro de un orden no caracterizado de Nitrospiria.
«Como alimento, se cree que estos organismos forman la base de la vida de todo el ecosistema de aguas subterráneas con todas sus miles de especies microbianas, similar al papel que desempeñan las algas en los océanos o las plantas en la tierra», dice Overholt.
Método único para medir la producción primaria de microorganismos en acuíferos
La medición de la fijación de carbono se puede hacer con dióxido de carbono marcado radiactivamente. «En ambientes de rocas carbonatadas, hay abundante CO2 disuelto, lo que puede dificultar la observación directa de las tasas de fijación de carbono», dice la profesora Susan Trumbore del Instituto Max Planck de Biogeoquímica en Jena.
El equipo, por lo tanto, utilizó un método especial para rastrear una pequeña cantidad de CO2 etiquetado utilizando espectrometría de masas de acelerador altamente sensible. «Es emocionante ver a qué nuevos conocimientos pueden conducir estos métodos», dice.
«Nuestros hallazgos ofrecen nuevos conocimientos sobre cómo funcionan estos ecosistemas subsuperficiales, dando pistas sobre cómo monitorear o remediar las fuentes de agua subterránea», dice Kirsten Kusel.
Informe de investigación:Tasas de fijación de carbono en aguas subterráneas similares a las de los sistemas marinos oligotróficos
Investigadores descubren generadores de energía de vida en las aguas subterráneas más antiguas de la Tierra
por Staff Writers; Toronto, Canadá (SPX) Jul 06, 2022
Un equipo internacional de investigadores ha descubierto aguas subterráneas de 1.200 millones de años de antigüedad en las profundidades de una mina productora de oro y uranio en Moab Khotsong, Sudáfrica, arrojando más luz sobre cómo se sostiene la vida debajo de la superficie de la Tierra y cómo puede prosperar en otros planetas. «Por primera vez, tenemos una idea de cómo la energía almacenada en las profundidades del subsuelo de la Tierra puede liberarse y distribuirse más ampliamente a través de su corteza a lo largo del tiempo«, dice Oliver Warr, investigador asociado en el Departamento de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Toronto y autor principal del estudio. «Piense en ello como una caja de Pandora de energía productora de helio e hidrógeno, una que podemos aprender a aprovechar para el beneficio de la biosfera profunda a escala global«.
«Hace diez años, descubrimos agua subterránea de miles de millones de años de antigüedad desde debajo del Escudo Canadiense, esto fue solo el comienzo, parece», dice Barbara Sherwood Lollar, profesora del Departamento de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Toronto y autora correspondiente. «Ahora, a 2,9 km por debajo de la superficie de la Tierra en Moab Khotsong, hemos encontrado que los puestos de avanzada extremos del ciclo del agua del mundo están más extendidos de lo que se pensaba«.
El uranio y otros elementos radiactivos se producen naturalmente en la roca huésped circundante que contiene depósitos minerales y minerales. Estos elementos contienen nueva información sobre el papel del agua subterránea como generador de energía para grupos quimiolitotróficos, o que comen rocas, de microorganismos cohabitantes previamente descubiertos en el subsuelo profundo de la Tierra. Cuando elementos como el uranio, el torio y el potasio se descomponen en el subsuelo, la radiación alfa, beta y gamma resultante tiene efectos de ondulación, desencadenando lo que se llama reacciones radiogénicas en las rocas y fluidos circundantes.
En Moab Khotsong, los investigadores encontraron grandes cantidades de helio radiogénico, neón, argón y xenón, y un descubrimiento sin precedentes de un isótopo de criptón, un trazador nunca antes visto de esta poderosa historia de reacción. La radiación también rompe las moléculas de agua en un proceso llamado radiólisis, produciendo grandes concentraciones de hidrógeno, una fuente de energía esencial para las comunidades microbianas subsuperficiales en las profundidades de la Tierra que no pueden acceder a la energía del sol para la fotosíntesis.
Debido a sus masas extremadamente pequeñas, el helio y el neón son excepcionalmente valiosos para identificar y cuantificar el potencial de transporte. Si bien la porosidad extremadamente baja de las rocas cristalinas del basamento en las que se encuentran estas aguas significa que las aguas subterráneas están en gran parte aisladas y rara vez se mezclan, lo que explica su edad de 1.200 millones de años, la difusión aún puede tener lugar.
«Los materiales sólidos como el plástico, el acero inoxidable e incluso la roca sólida son finalmente penetrados por la difusión de helio, al igual que la deflación de un globo lleno de helio», dice Warr. «Nuestros resultados muestran que la difusión ha proporcionado una forma para que el 75 al 82 por ciento del helio y el neón producidos originalmente por las reacciones radiogénicas sean transportados a través de la corteza suprayacente».
Los investigadores enfatizan que los nuevos conocimientos del estudio sobre la cantidad de helio que se difunde desde las profundidades de la Tierra es un paso crítico hacia adelante, ya que las reservas globales de helio se agotan y la transición a recursos más sostenibles gana tracción.
«Los humanos no son las únicas formas de vida que dependen de los recursos energéticos del subsuelo profundo de la Tierra», dice Warr. «Dado que las reacciones radiogénicas producen helio e hidrógeno, no solo podemos aprender sobre los reservorios y el transporte de helio, sino también calcular el flujo de energía de hidrógeno de la Tierra profunda que puede sostener microbios subsuperficiales a escala global«.
Warr señala que estos cálculos son vitales para comprender cómo se sostiene la vida subsuperficial en la Tierra, y qué energía podría estar disponible a partir de la energía impulsada por radiogénica en otros planetas y lunas en el sistema solar y más allá, informando las próximas misiones a Marte, Titán, Encelado y Europa.
Los coautores adicionales del artículo incluyen a C.J. Ballentine de la Universidad de Oxford e investigadores de la Universidad de Princeton y el Instituto de Minería y Tecnología de Nuevo México.
Informe de investigación: el exceso de 86Kr y otros gases nobles identifican un sistema de aguas subterráneas enriquecidas radiogénicamente de mil millones de años de antigüedad