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Un arcobaleno di colori negli abissi della California

livello elementare

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ARGOMENTO: ECOLOGIA
PERIODO: ODIERNO
AREA: OCEANO PACIFICO – ACQUE DELLA CALIFORNIA
parole chiave: sorgenti idrotermali

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Nel profondo degli abissi del Golfo della California, dove i colori non avrebbero ragione di esistere, gli scienziati hanno scoperto una fantastica distesa di bocche idrotermali, ricche di gas cristallizzati, piscine scintillanti di liquidi bollenti e forme di vita dalle tinte arcobaleno.

un panorama delle sorgenti idrotermali da dove si ergono i camini popolati da microbi che si nutrono di queste emissioni Credito: Schmidt Ocean Institute 

In quei profondi abissi sono state ritrovate strutture torreggianti composte da minerali fuoriusciti dalle sorgenti idrotermali, fratture nei fondali da cui fuoriescono acque geotermicamente riscaldate. Queste strutture straordinarie si sono sviluppate in altezza con torri alte fino a 23 metri di altezza. Un decennio fa, gli scienziati che visitavano questo luogo non avevano osservato nulla di insolito e questo paesaggio marino dai colori ed effetti psichedelici sembra essersi accumulato a seguito di un aumento della ventilazione idrotermica sottostante in meno di un decennio.


Un ROV SuBastian usa dei sensori trattenuti dai suoi bracci manipolatori per misurare la temperatura di una sorgente idrotermale nel Bacino di Guaymas,  al largo della California. Credito: Schmidt Ocean Institute 

Alla fine del 2018, Mandy Joye, una biologa marina presso l’Università della Georgia, ed i suoi colleghi stavano studiando degli strati microbici nel Bacino di Guaymas nel Golfo centrale della California, conducendo anche delle ricerche con dei veicoli autonomi alla ricerca di altre aree di accumulo da esplorare in una loro prossima spedizione di ricerca.

 

Il Bacino di Guayamas è una depressione sottomarina situata nella regione centrale del Golfo di California, nell’Oceano Pacifico. Il bacino, il più largo tra quelli presenti nel golfo, è connesso alla faglia di Carmen a sud ed alla faglia di Guaymas, a nord, due delle faglie trasformi dell’estensione settentrionale della dorsale del Pacifico orientale. In questi ultimi anni diversi studi hanno evidenziato l’emissione elevata di  flussi gassosi come quest’ultimo  ricco sia di sorgenti idrotermali che di  sorgenti di idrocarburi.

Il R/V Falkor dello Schmidt Ocean Institute Credito: Schmidt Ocean Institute

A febbraio 2019, il team ha iniziato un’altra spedizione, inviando veicoli autonomi (UAV) dotati di telecamere ad alta definizione dalla nave di ricerca Falkor, dello Schmidt Ocean Institute. Ed ecco una nuova sorpresa, a circa 6.000 piedi (1.800 m) di profondità sono state scoperte numerose sorgenti idrotermali tappezzate di gamberetti, vermi marini e specie marine non note. Uno scenario incredibile reso ancora più strabiliante dalla varietà di colori resi dalle lampade dei mezzi subacquei.

nei pressi dei camini proliferano gamberetti “ciechi” (Rimicaris exoculata)  che possiedono “occhi” modificati che possono rilevare variazioni di luce fioca emessa dai fluidi a 350 °C dei camini neri, per evitare di avvicinarsi troppo a quelle sorgenti di calore. Credito: Schmidt Ocean Institute

Gli scienziati ritengono che in questi ultimi anni si siano aperte nuove bocche idrotermali oppure che il flusso del fluido locale sia per qualche ragione aumentato. Si tratta di una regione altamente sismica in cui le placche tettoniche divergono e si forma continuamente nuova crosta terrestre. Testimonianza di un pianeta vivo in continuo mutamento. 

Quando furono scoperti al largo delle Galapagos, i biologi scoprirono dei vermi tubo giganti che si erano adattati a quelle condizioni estreme. Negli abissi, nella totale oscurità, generare energia cellulare con la fotosintesi non è possibile ed il materiale organico proveniente dalla superficie non poteva sostenere quelle popolazioni di grandi organismi. Si scoprì che quegli abitanti degli abissi proliferavano nelle prossimità delle sorgenti caldi, in acqua ad alta temperatura arricchita di solfuro di idrogeno e altri composti inorganici chimicamente ridotti beneficiando di batteri che generano energia con la chemiosintesi, cioè l’ossidazione chimica di quei composti ridotti. Una scoperta rivoluzionaria che ci fa presupporre che anche su altri pianeti possano essersi sviluppati ambienti simili.


Tappeti di microbi di colore giallo ed arancione colorano il fondo marino del sito nel bacino di Guaymas, Golfo di California. Credito: Schmidt Ocean Institute 

Un ambiente unico
L’acqua che esce da quei camini idrotermali consiste principalmente di acqua di mare condotta nel sistema idrotermale attraverso fratture e sedimenti porosi degli strati vulcanici e di acqua magmatica rilasciata dal magma in risalita. Questo fluido, alla profondità di 3000 metri con temperature vicine ai 400 °C, diventa un fluido supercritico che entra in contatto con l’acqua circostante a bassa temperatura e fa precipitare i minerali che si posano sulla sommità dei camini termali. La fase iniziale della loro crescita viene seguita dalla precipitazione di solfuri di rame, ferro e zinco nelle loro crepe, rendendoli meno porosi man mano che passa il tempo. La cosa incredibile è che questi camini possono crescere anche di 30 centimetri al giorno.

Un piccolo verme, spesso presente nelle bocche idrotermali, poggia su una sporgenza minerale sotto una pozza di liquido idrotermale. Il confine tra il fluido e l’acqua di mare rifrange la luce,creando una superficie argentea simile a uno specchio che crea un riflesso del verme spinoso. Credito: Schmidt Ocean Institute 

La dottoressa Joye ha dichiarato che i minerali e i metalli disciolti nel fluido, reagendo con l’acqua di mare, hanno creato queste enormi “pagode”, alcune delle quali del diametro di 15 metri a circa 10 metri dal fondo del mare. In alcuni punti, il flusso del fluido ha creato sporgenze, o flange, che hanno intrappolato le pozze del fluido ricco di solfuro e metano sottostante creando delle “piscine” che rifrangono la luce, creando un effetto argenteo simile a uno specchio. In alcune di essi sono stati osservati dei minerali precipitati di pochi centimetri che sembravano piume.

la formazione di queste piscine che rinfrangono come in uno specchio l’ambiente ha qualcosa di magico. Credito: Schmidt Ocean Institute

Tra le altre sorprese del sito sono stati osservati bizzarri idrati di metano – bolle di gas naturale intrappolate in una struttura cristallina di ghiaccio. Quegli idrati a causa delle temperature diventano instabili e si trasformano in violente emissioni di gas. Ma chi produce il metano? Si ritiene che i microbi che prosperano in ambienti estremi possono creare metano come sottoprodotto del loro metabolismo a causa della rottura del carbonio organico in condizioni di assenza di ossigeno.

Gli effetti sono incredibili ed a volte il metano sembra assumere un aspetto quasi … di metallo fuso. Questo potrebbe essere dovuto all’alta pressione ed il contrasto estremo tra la temperatura dell’acqua di appena 2 gradi Celsius che contrasta con quella dei fluidi idrotermali che fuoriescono ad una temperatura di 366 °C. Quello che avviene è che il fluido idrotermico, emesso verso l’alto, viene intrappolato dalle sporgenze minerali che si sono generate nel tempo e tracima oltre il bordo in uno scenario infernale. Il video parla da solo.

Dagli abissi della California … passo e chiudo.

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