El fondo marino (también conocido como fondo marino , fondo marino , fondo oceánico y fondo oceánico ) es el fondo del océano . Todos los fondos del océano se conocen como 'fondos marinos'.
La estructura del fondo marino del océano global está regida por la tectónica de placas . La mayor parte del océano es muy profundo, donde el fondo marino se conoce como llanura abisal . La expansión del fondo marino crea dorsales en medio del océano a lo largo de la línea central de las principales cuencas oceánicas, donde el fondo marino es ligeramente menos profundo que la llanura abisal circundante. Desde la llanura abisal, el fondo marino desciende hacia los continentes y se convierte, en orden de profundo a superficial, en la elevación , el talud y la plataforma continental . La profundidad dentro del propio fondo marino, como la profundidad a través de un núcleo de sedimento , se conoce como "profundidad debajo del fondo marino". El entorno ecológico del fondo marino y de las aguas más profundas se conoce colectivamente, como hábitat de criaturas, como " bentos ".
La mayor parte del fondo marino de los océanos del mundo está cubierta por capas de sedimentos marinos . Categorizados por el origen o la composición de los materiales, estos sedimentos se clasifican en: terrestres ( terrígenos ), de organismos biológicos (biógenos), de reacciones químicas (hidrógenos) y del espacio (cosmogénicos). Categorizados por tamaño, estos sedimentos varían desde partículas muy pequeñas llamadas arcillas y limos , conocidos como lodo, hasta partículas más grandes, desde arena hasta cantos rodados .
Las características del fondo marino se rigen por la física del transporte de sedimentos y por la biología de las criaturas que viven en el fondo marino y en las aguas del océano. Físicamente, los sedimentos del fondo marino a menudo provienen de la erosión de material terrestre y de otras fuentes más raras, como las cenizas volcánicas . Las corrientes marinas transportan sedimentos, especialmente en aguas poco profundas donde la energía de las mareas y las olas provocan la resuspensión de los sedimentos del fondo marino. Biológicamente, los microorganismos que viven dentro de los sedimentos del fondo marino cambian la química del fondo marino. Los organismos marinos crean sedimentos, tanto dentro del fondo marino como en el agua. Por ejemplo, el fitoplancton con conchas de silicato o carbonato de calcio crece en abundancia en la parte superior del océano y, cuando muere, sus conchas se hunden en el fondo marino para convertirse en sedimentos.
Los impactos humanos en el fondo marino son diversos. Ejemplos de efectos humanos en el fondo marino incluyen la exploración, la contaminación plástica y la explotación mediante operaciones de minería y dragado . Para mapear el fondo marino, los barcos utilizan tecnología acústica para mapear las profundidades del agua en todo el mundo. Los vehículos sumergibles ayudan a los investigadores a estudiar ecosistemas únicos del fondo marino, como las fuentes hidrotermales . La contaminación plástica es un fenómeno global y, debido a que el océano es el destino final de las vías fluviales globales, gran parte del plástico del mundo termina en el océano y parte se hunde en el fondo marino. La explotación del fondo marino implica la extracción de minerales valiosos de depósitos de sulfuro mediante la minería en aguas profundas, así como el dragado de arena de entornos poco profundos para la construcción y el abastecimiento de playas .
La mayoría de los océanos tienen una estructura común, creada por fenómenos físicos comunes, principalmente por movimientos tectónicos y sedimentos de diversas fuentes. La estructura de los océanos, empezando por los continentes, comienza normalmente con una plataforma continental , continúa hasta el talud continental -que es un fuerte descenso hacia el océano, hasta llegar a la llanura abisal- , una llanura topográfica , el inicio del fondo marino, y su área principal. El límite entre el talud continental y la llanura abisal suele tener un descenso más gradual, y se denomina ascenso continental , que se produce por la caída de sedimentos en cascada por el talud continental. [ cita necesaria ]
La dorsal oceánica , como su nombre lo indica, es una elevación montañosa que atraviesa el medio de todos los océanos, entre los continentes. Normalmente, una grieta corre a lo largo del borde de esta cresta. A lo largo de los bordes de las placas tectónicas hay fosas oceánicas típicas : valles profundos, creados por el movimiento de circulación del manto desde la cresta montañosa en medio del océano hasta la fosa oceánica. [1]
Las crestas de islas volcánicas de los puntos críticos son creadas por la actividad volcánica, que entra en erupción periódicamente, cuando las placas tectónicas pasan sobre un punto caliente. En áreas con actividad volcánica y en las fosas oceánicas hay respiraderos hidrotermales , que liberan agua y productos químicos a alta presión y extremadamente calientes en el agua típicamente helada que los rodea.
El agua de los océanos profundos se divide en capas o zonas, cada una con características típicas de salinidad, presión, temperatura y vida marina , según su profundidad. A lo largo de la parte superior de la llanura abisal se encuentra la zona abisal , cuyo límite inferior se encuentra a unos 6.000 m (20.000 pies). La zona abisal , que incluye las fosas oceánicas, se encuentra entre 6.000 y 11.000 metros (20.000 a 36.000 pies) y es la zona oceánica más profunda. [2] [3]
La profundidad debajo del fondo marino es una coordenada vertical utilizada en geología, paleontología , oceanografía y petrología (ver perforación oceánica ). El acrónimo "mbsf" (que significa "metros debajo del fondo marino") es una convención común utilizada para las profundidades debajo del fondo marino. [4] [5]
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Los sedimentos en el fondo marino varían en origen, desde materiales terrestres erosionados transportados al océano por los ríos o el viento, desechos y descomposición de criaturas marinas y precipitación de sustancias químicas dentro del agua del mar, incluidas algunas provenientes del espacio exterior. [6] Hay cuatro tipos básicos de sedimentos del fondo marino:
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El sedimento terrígeno es el sedimento más abundante que se encuentra en el fondo marino. Los sedimentos territoriales provienen de los continentes. Estos materiales son erosionados de los continentes y transportados por el viento y el agua al océano. Los sedimentos fluviales son transportados desde la tierra por ríos y glaciares, como arcilla, limo, barro y harina glacial. Los sedimentos eólicos, como el polvo y las cenizas volcánicas, son transportados por el viento. [8]
Los sedimentos biógenos son el siguiente material más abundante en el fondo marino. Los sedimentos biógenos son producidos biológicamente por seres vivos. Los sedimentos compuestos por al menos un 30% de material biógeno se denominan "exudados". Hay dos tipos de lodos: lodos calcáreos y lodos silíceos. El plancton crece en las aguas del océano y crea los materiales que se convierten en exudados en el fondo marino. Los exudados calcáreos están compuestos predominantemente de cáscaras de calcio que se encuentran en el fitoplancton, como los cocolitóforos, y en el zooplancton, como los foraminíferos. Estos exudados calcáreos nunca se encuentran a más de 4.000 o 5.000 metros de profundidad, porque a mayores profundidades el calcio se disuelve. [9] De manera similar, los exudados silíceos están dominados por las capas silíceas de fitoplancton como las diatomeas y zooplancton como los radiolarios. Dependiendo de la productividad de estos organismos planctónicos, el material de la concha que se acumula cuando estos organismos mueren puede acumularse a un ritmo de entre 1 mm y 1 cm cada 1000 años. [9]
Los sedimentos hidrogenados son poco comunes. Sólo ocurren con cambios en las condiciones oceánicas como la temperatura y la presión. Más raros aún son los sedimentos cosmogénicos. Los sedimentos hidrogenados se forman a partir de sustancias químicas disueltas que se precipitan en el agua del océano o, a lo largo de las dorsales oceánicas, pueden formarse mediante la unión de elementos metálicos a rocas que tienen agua a más de 300 °C circulando a su alrededor. Cuando estos elementos se mezclan con el agua de mar fría, precipitan en el agua de enfriamiento. [9] Conocidos como nódulos de manganeso , están compuestos por capas de diferentes metales como manganeso, hierro, níquel, cobalto y cobre, y siempre se encuentran en la superficie del fondo del océano. [9]
Los sedimentos cosmogénicos son restos de desechos espaciales como cometas y asteroides, compuestos por silicatos y diversos metales que han impactado contra la Tierra. [10]
Otra forma en que se describen los sedimentos es mediante su clasificación descriptiva. Estos sedimentos varían en tamaño, desde 1/4096 mm hasta más de 256 mm. Los diferentes tipos son: canto rodado, guijarro, guijarro, gránulo, arena, limo y arcilla, cada tipo se vuelve más fino en grano. El tamaño de grano indica el tipo de sedimento y el ambiente en el que se creó. Los granos más grandes se hunden más rápido y sólo pueden ser empujados por agua que fluye rápidamente (entorno de alta energía), mientras que los granos pequeños se hunden muy lentamente y pueden quedar suspendidos por un ligero movimiento del agua, acumulándose en condiciones donde el agua no se mueve tan rápidamente. [12] Esto significa que los granos de sedimento más grandes pueden unirse en condiciones de mayor energía y los granos más pequeños en condiciones de menor energía.
Bentos (del griego antiguo βένθος ( bénthos ) 'las profundidades [del mar]'), también conocido como benthon, es la comunidad de organismos que viven en, en o cerca del fondo de un mar, río , lago o arroyo . , también conocida como zona bentónica . [13] Esta comunidad vive en o cerca de ambientes sedimentarios marinos o de agua dulce , desde pozas de marea a lo largo de la playa , hasta la plataforma continental y luego hasta las profundidades abisales .
Muchos organismos adaptados a la presión de las aguas profundas no pueden sobrevivir en las partes superiores de la columna de agua . La diferencia de presión puede ser muy importante (aproximadamente una atmósfera por cada 10 metros de profundidad del agua). [14]
Debido a que la luz se absorbe antes de que pueda alcanzar las aguas profundas del océano, la fuente de energía para los ecosistemas bentónicos profundos es a menudo materia orgánica que se encuentra en lo más alto de la columna de agua y que flota hacia las profundidades. Esta materia muerta y en descomposición sostiene la cadena alimentaria bentónica ; la mayoría de los organismos de la zona bentónica son carroñeros o detritívoros .
El término bentos , acuñado por Haeckel en 1891, [15] proviene del sustantivo griego βένθος 'profundidad del mar'. [13] [16] Bentos se utiliza en biología de agua dulce para referirse a organismos en el fondo de cuerpos de agua dulce , como lagos, ríos y arroyos. [17] También hay un sinónimo redundante, Benton . [18]
La topografía del fondo marino ( topografía oceánica o topografía marina ) se refiere a la forma de la tierra ( topografía ) cuando interactúa con el océano. Estas formas son obvias a lo largo de las costas, pero también ocurren de manera significativa bajo el agua. La efectividad de los hábitats marinos está parcialmente definida por estas formas, incluida la forma en que interactúan y dan forma a las corrientes oceánicas , y la forma en que la luz solar disminuye cuando estas formas terrestres ocupan profundidades cada vez mayores. Las redes de mareas dependen del equilibrio entre los procesos sedimentarios y la hidrodinámica; sin embargo, las influencias antropogénicas pueden afectar el sistema natural más que cualquier impulsor físico. [19]
Las topografías marinas incluyen accidentes geográficos costeros y oceánicos que van desde estuarios y costas hasta plataformas continentales y arrecifes de coral . Más lejos, en mar abierto, incluyen elementos submarinos y de aguas profundas , como elevaciones oceánicas y montes submarinos . La superficie sumergida tiene características montañosas, incluido un sistema de dorsales en medio del océano que se extiende por todo el mundo , así como volcanes submarinos , [20] fosas oceánicas , cañones submarinos , mesetas oceánicas y llanuras abisales .
La masa de los océanos es aproximadamente 1,35 × 1018 toneladas métricas , o aproximadamente 1/4400 de la masa total de la Tierra. Los océanos cubren un área de 3.618 × 108 km 2 con una profundidad media de 3.682 m, resultando un volumen estimado de 1.332 × 109 kilómetros 3 . [21]
Cada región del fondo marino tiene características típicas, como la composición común de los sedimentos, la topografía típica, la salinidad de las capas de agua que se encuentran encima, la vida marina, la dirección magnética de las rocas y la sedimentación . Algunas características del fondo marino incluyen llanuras abisales planas , dorsales en medio del océano , fosas profundas y respiraderos hidrotermales .
La topografía del fondo marino es plana donde capas de sedimentos cubren las características tectónicas. Por ejemplo, las regiones de las llanuras abisales del océano son relativamente planas y están cubiertas por muchas capas de sedimentos. [22] Los sedimentos en estas áreas planas provienen de diversas fuentes, que incluyen, entre otras: sedimentos de erosión terrestre de ríos, sedimentos precipitados químicamente de respiraderos hidrotermales, actividad de microorganismos , corrientes marinas que erosionan el lecho marino y transportan sedimentos al océano más profundo, y fitoplancton. materiales de la cáscara.
Donde el fondo marino se está expandiendo activamente y la sedimentación es relativamente ligera, como en el Océano Atlántico norte y este, la actividad tectónica original puede verse claramente como "grietas" o "respiraderos" en línea recta de miles de kilómetros de largo. Estas cadenas montañosas submarinas se conocen como dorsales mediooceánicas . [7]
Otros ambientes del fondo marino incluyen respiraderos hidrotermales, filtraciones frías y áreas poco profundas. La vida marina es abundante en las profundidades del mar alrededor de los respiraderos hidrotermales . [23] Se han descubierto grandes comunidades de vida marina en aguas profundas alrededor de fumadores blancos y negros , respiraderos que emiten sustancias químicas tóxicas para los humanos y la mayoría de los vertebrados . Esta vida marina recibe su energía tanto de la diferencia extrema de temperatura (normalmente una caída de 150 grados) como de la quimiosíntesis realizada por bacterias . Los charcos de salmuera son otra característica del fondo marino, [24] generalmente conectados a filtraciones frías . En zonas poco profundas, el fondo marino puede albergar sedimentos creados por la vida marina como corales, peces, algas, cangrejos, plantas marinas y otros organismos.
El fondo marino ha sido explorado por sumergibles como el Alvin y, en cierta medida, por buzos con equipos especiales. Los respiraderos hidrotermales fueron descubiertos por investigadores mediante una plataforma de cámara submarina en 1977. [23] En los últimos años, las mediciones satelitales de la topografía de la superficie del océano muestran mapas muy claros del fondo marino , [25] y estos mapas derivados de satélites se utilizan ampliamente en el estudio y exploración del fondo del océano.
En 2020, los científicos crearon lo que podría ser la primera estimación científica de cuánto microplástico reside actualmente en el fondo marino de la Tierra , después de investigar seis áreas de ~3 km de profundidad y ~300 km de la costa australiana. Descubrieron que los recuentos de microplásticos, altamente variables, eran proporcionales al plástico en la superficie y al ángulo de la pendiente del fondo marino. Al promediar la masa de microplástico por cm 3 , estimaron que el fondo marino de la Tierra contiene ~14 millones de toneladas de microplástico (aproximadamente el doble de la cantidad que estimaron basándose en datos de estudios anteriores) a pesar de calificar ambas estimaciones de "conservadoras", ya que se sabe que las zonas costeras contienen mucho. Más contaminación por microplásticos . Estas estimaciones representan entre una y dos veces la cantidad de plástico que se cree que (según Jambeck et al., 2015) ingresa actualmente a los océanos anualmente. [26] [27] [28]
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La minería en aguas profundas es la extracción de minerales del fondo del océano a profundidades de 200 metros (660 pies) [30] [31] a 6.500 metros (21.300 pies). [32] [33] [34]
La minería en aguas profundas utiliza bombas hidráulicas o sistemas de cangilones que transportan los depósitos a la superficie para su procesamiento.
El impacto ambiental de la minería en aguas profundas es controvertido. [35] [36] Grupos de defensa del medio ambiente como Greenpeace y Deep Sea Mining Campaign [37] afirmaron que la minería de los fondos marinos tiene el potencial de dañar los ecosistemas de las profundidades marinas y propagar la contaminación de las columnas cargadas de metales pesados. [38] Los críticos han pedido moratorias [39] [40] o prohibiciones permanentes. [41] Las campañas de oposición consiguieron el apoyo de algunas figuras de la industria, incluidas empresas que dependen de los metales objetivo. Los países individuales con depósitos significativos dentro de sus zonas económicas exclusivas (ZEE) están explorando el tema. [42] [43]
En 2022, no se estaba realizando ninguna minería comercial en aguas profundas. Sin embargo, la Autoridad Internacional de los Fondos Marinos otorgó 19 licencias de exploración de nódulos polimetálicos dentro de la Zona Clarion Clipperton . [44] China tiene derechos exclusivos para explotar 92.000 millas cuadradas (240.000 km 2 ) o el 17 por ciento del área. Está previsto que la minería comience en 2025. [45] En 2022, la Autoridad de Minerales de los Fondos Marinos de las Islas Cook (SBMA) otorgó tres licencias de exploración de nódulos polimetálicos dentro de su ZEE. [46] Papua Nueva Guinea fue el primer país en aprobar un permiso DSM, para Solwara 1, a pesar de que tres revisiones independientes de la declaración de impacto ambiental de la mina alegaron lagunas y fallas significativas en la ciencia subyacente. [47]
Las tecnologías relacionadas incluyen máquinas mineras robóticas, como barcos de superficie y refinerías de metales en alta mar y en tierra. [48] [49]
Los parques eólicos, la energía solar, los automóviles eléctricos y las tecnologías de baterías utilizan muchos de los metales de las profundidades marinas. [48]
En 2021, la mayoría de la minería marina utilizaba operaciones de dragado a profundidades de unos 200 m, donde abunda la arena, el limo y el lodo para fines de construcción , junto con arenas ricas en minerales que contienen ilmenita y diamantes. [50] [51]Algunas canciones infantiles incluyen elementos como "Hay un agujero en el fondo del mar", o "Un marinero se hizo a la mar... pero lo único que pudo ver fue el fondo del mar azul profundo".
Sobre y debajo del fondo marino se encuentran sitios arqueológicos de interés histórico, como naufragios y pueblos hundidos. Este patrimonio cultural subacuático está protegido por la Convención de la UNESCO sobre la Protección del Patrimonio Cultural Subacuático . La convención tiene como objetivo prevenir el saqueo y la destrucción o pérdida de información histórica y cultural proporcionando un marco legal internacional. [52]
Seguimos la convención de metros bajo el fondo marino (mbsf) del Programa de Perforación Oceánica (ODP)
metros debajo del fondo marino (mbsf)
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