El Castillo de Loki es un campo de cinco fuentes hidrotermales activas en el océano Atlántico medio , ubicado a 73 grados norte en la dorsal mesoatlántica entre Islandia y Svalbard a una profundidad de 2.352 metros (7.717 pies). [1] [2] [3] Cuando fueron descubiertos a mediados de julio de 2008, eran las fuentes de humo negro más septentrionales conocidas por la ciencia. [4]
Tienen interés geológico porque se encuentran en una región relativamente estable de la corteza terrestre con fuerzas tectónicas disminuidas y, en consecuencia, menos fuentes hidrotermales. Son el sitio de acogida de una arquea biológicamente distinta , la Lokiarchaeota .
El Castillo de Loki se encuentra en la dorsal de Gakkel (anteriormente dorsal mesooceánica del Ártico), donde convergen las dorsales de Mohns y Knipovich. [2] Los complejos de núcleos oceánicos se encuentran al noroeste. El yacimiento se encuentra a unos 2.300 metros (7.500 pies) de profundidad en el límite entre el mar de Groenlandia y el mar de Noruega .
Los respiraderos fueron descubiertos en 2008 por una expedición científica multinacional de 25 personas de la Universidad de Bergen , Noruega. Los respiraderos están ubicados a más de 120 millas náuticas (220 km) al norte de lo que anteriormente eran los respiraderos más septentrionales conocidos, descubiertos en 2005. Las expediciones de alta latitud de 2005 y 2008 fueron dirigidas por el geólogo Rolf Pedersen del Centro de Geobiología de la universidad , a bordo del buque de investigación GO Sars (nombrado en honor al biólogo marino noruego Georg Ossian Sars y botado en mayo de 2003). [3] [5] [6] Los respiraderos fueron ubicados utilizando un vehículo submarino controlado a distancia .
El campo de ventilación recibió el nombre de Castillo de Loki, ya que su forma recordaba a sus descubridores a un castillo de fantasía. La referencia es al antiguo dios nórdico del engaño, Loki . Se consideró que era "un nombre apropiado para un campo que era tan difícil de localizar". [3]
En 2010 se recogieron núcleos de gravedad de 2 metros (6,6 pies) del campo de ventilación. [2] [7]
El campo fue revisado por el GO Sars en 2018 y 2019 por el Servicio Geológico de los Estados Unidos y la Universidad de Bergen para tomar núcleos de empuje de sedimentos. [8]
El Castillo de Loki se describe en la literatura como un campo hidrotermal con basalto y con influencia de sedimentos . Debido a la composición isotópica de boro de los fluidos hidrotermales , se sugiere que el fluido de ventilación se recarga (o se percola en el fondo marino) en regiones densamente concentradas con sedimentos oceánicos, en lugar de rocas ígneas no sedimentadas de los flancos de las dorsales. [9]
Se han identificado 21 tipos de minerales en el campo de ventilación. [10] Cuando se recolectaron núcleos en 2018 y 2019, se encontró talco en las muestras. [11]
La datación por carbono 14 estima que el material hidrotermal más antiguo del yacimiento tiene más de 9.100 años. [8]
El campo de ventilación está compuesto por dos montículos de sulfuro de 20 a 30 metros (66 a 98 pies) , cada uno de 150 a 200 metros (490 a 660 pies) de ancho, y se unen para formar un único montículo compuesto. El tamaño es comparable al del campo TAG en la dorsal mesoatlántica , uno de los campos hidrotermales más grandes conocidos hasta 2010. [2] Un miembro de la expedición de 2008, el oceanógrafo Marvin Lilley, ha especulado que este puede ser el depósito más grande de este tipo jamás visto en el fondo del mar. [3]
Las cinco chimeneas activas del Castillo de Loki expulsan agua a una temperatura de 320 °C (608 °F) y se asientan sobre un enorme montículo de minerales de sulfuro que tiene unos 251 metros (825 pies) de diámetro en su base y unos 90 metros (300 pies) de ancho en su parte superior. [3] Las chimeneas activas son en su mayoría de color negro, pero están cubiertas de esteras de bacterias blancas que viven de los minerales y materiales emitidos por los respiraderos. Las chimeneas más antiguas tienen un color rojo moteado debido a la presencia de depósitos de hierro oxidado. [3]
Entre 2008 y 2009 se muestrearon cuatro chimeneas de alta temperatura distintas: João , Menorah , Camel y Sleepy . Las chimeneas están compuestas predominantemente de esfalrita , pirita y pirrotita , y pequeñas cantidades de calcopirita . [2] Las pequeñas chimeneas de barita (de una altura de <1 metro (3 pies 3 pulgadas)) se encuentran al este del campo principal, donde la ventilación es menos pronunciada. [12] Esta sección del sistema se conoce como el campo de barita . [8]
Los fluidos del Castillo de Loki son ricos en gases volátiles, a saber, sulfuro de hidrógeno , hidrógeno y metano . [12] El campo también está asociado con altas concentraciones de hidrocarburos , amonio y alcalinidad , al tiempo que se agota el hierro y el manganeso disueltos. [8] El pH del fluido de lugares de alta temperatura es ácido, oscilando entre 5,5 y 6,1. [2]
Se cree que el gusano cerda Nicomache lokii ( Maldanidae ) es una especie clave en la fauna que rodea los respiraderos hidrotermales de la zona. [13] Esta especie es una de las más de diez especies que se descubrieron recientemente aquí. [14]
Los gusanos tubícolas Sclerolinum contortum se encuentran en el campo en los montículos de sulfuro más grandes. [2] Los anfípodos Melitidae se encuentran entre los gusanos tubícolas y son comunes en las grietas de las chimeneas.
El Castillo de Loki tiene densas esteras de bacterias sobre y alrededor de los respiraderos que utilizan los minerales y compuestos expulsados por los respiraderos. Entre estas, son comunes Epsilonproteobacteria y Gammaproteobacteria , que oxidan el abundante hidrógeno y sulfuro de hidrógeno y forman biopelículas en las superficies de las chimeneas activas. [12] Se han encontrado Thaumarchaeota en sitios de chimeneas menos activas. Sulfurovum domina las esteras microbianas. Las muestras de 2008 y 2010 contenían una diversidad de Chlamydiae . [15]
Observaciones preliminares han indicado que el área cálida alrededor de los respiraderos del Castillo de Loki es un ecotopo marino poblado con microorganismos aparentemente únicos y diversos , a diferencia de otros ecosistemas de respiraderos hidrotermales marinos observados . [3] Uno de estos, un filo arqueológico llamado Lokiarchaeota , fue descubierto y nombrado en honor al Castillo de Loki. [7] [16] [17] [18] Lokiarchaeota es reconocido como un vínculo potencial entre procariotas y eucariotas en el sistema de tres dominios de la vida. [7]
Los análisis metagenómicos realizados por Bäckström et al. en 2019 mostraron que debe haber toda una serie de virus previamente desconocidos que se conocen como LCV o virus del castillo de Loki. Se trata principalmente de virus gigantes de la clase Megaviricetes en el filo Nucleocytoviricota (NCLDV) en el área del castillo de Loki. [19] De los 23 bins genómicos de alta calidad de NCLDV:
La secuencia del gen similar al iridovirus se ha denominado "LCIVAC01".