Una llanura abisal es una llanura submarina en el fondo del océano profundo , que generalmente se encuentra a profundidades de entre 3.000 y 6.000 metros (9.800 y 19.700 pies). Situadas generalmente entre el pie de una elevación continental y una dorsal en medio del océano , las llanuras abisales cubren más del 50% de la superficie de la Tierra . [1] [2] Se encuentran entre las regiones más planas, suaves y menos exploradas de la Tierra. [3] Las llanuras abisales son elementos geológicos clave de las cuencas oceánicas (los otros elementos son una dorsal elevada en medio del océano y colinas abisales flanqueantes ).
La creación de la llanura abisal es el resultado de la expansión del fondo marino (tectónica de placas) y el derretimiento de la corteza oceánica inferior . El magma se eleva desde arriba de la astenosfera (una capa del manto superior ) y, a medida que este material basáltico alcanza la superficie en las dorsales oceánicas, forma una nueva corteza oceánica, que es constantemente arrastrada hacia los lados por la expansión del fondo marino. Las llanuras abisales resultan del recubrimiento de una superficie originalmente irregular de corteza oceánica por sedimentos de grano fino , principalmente arcilla y limo . Gran parte de este sedimento es depositado por corrientes de turbidez que han sido canalizadas desde los márgenes continentales a lo largo de cañones submarinos hacia aguas más profundas. El resto está compuesto principalmente por sedimentos pelágicos . Los nódulos metálicos son comunes en algunas zonas de las llanuras, con concentraciones variables de metales, incluidos manganeso , hierro , níquel , cobalto y cobre . También hay cantidades de carbono, nitrógeno, fósforo y silicio, debido al material que desciende y se descompone.
Debido en parte a su gran tamaño, se cree que las llanuras abisales son importantes reservorios de biodiversidad . También ejercen una influencia significativa sobre el ciclo del carbono oceánico , la disolución del carbonato de calcio y las concentraciones atmosféricas de CO 2 en escalas de tiempo de cien a mil años. La estructura de los ecosistemas abisales está fuertemente influenciada por la tasa de flujo de alimentos al fondo marino y la composición del material que se asienta. Factores como el cambio climático , las prácticas de pesca y la fertilización de los océanos tienen un efecto sustancial en los patrones de producción primaria en la zona eufótica . [1] [4] Los animales absorben oxígeno disuelto de las aguas pobres en oxígeno. Gran parte del oxígeno disuelto en las llanuras abisales procedía de regiones polares que se habían derretido hace mucho tiempo. Debido a la escasez de oxígeno, las llanuras abisales son inhóspitas para los organismos que prosperarían en las aguas enriquecidas con oxígeno de arriba. Los arrecifes de coral de aguas profundas se encuentran principalmente a profundidades de 3.000 metros y más profundamente en las zonas abisales y abisales .
Las llanuras abisales no fueron reconocidas como características fisiográficas distintas del fondo marino hasta finales de la década de 1940 y, hasta hace poco, ninguna había sido estudiada de forma sistemática. Están mal conservados en el registro sedimentario , porque tienden a ser consumidos por el proceso de subducción. Debido a la oscuridad y a una presión del agua que puede alcanzar unas 750 veces la presión atmosférica (76 megapascales), las llanuras abisales no están bien exploradas.
El océano se puede conceptualizar como zonas , dependiendo de la profundidad y de la presencia o ausencia de luz solar . Casi todas las formas de vida en el océano dependen de las actividades fotosintéticas del fitoplancton y otras plantas marinas para convertir el dióxido de carbono en carbono orgánico , que es el componente básico de la materia orgánica . La fotosíntesis, a su vez, requiere energía de la luz solar para impulsar las reacciones químicas que producen carbono orgánico. [5]
El estrato de la columna de agua más cercano a la superficie del océano ( nivel del mar ) se conoce como zona fótica . La zona fótica se puede subdividir en dos regiones verticales diferentes. La porción más superior de la zona fótica, donde hay luz adecuada para sustentar la fotosíntesis del fitoplancton y las plantas, se conoce como zona eufótica (también conocida como zona epipelágica o zona de superficie ). [6] La porción inferior de la zona fótica, donde la intensidad de la luz es insuficiente para la fotosíntesis, se llama zona disfótica (disfótica significa "mal iluminada" en griego). [7] La zona disfótica también se conoce como zona mesopelágica o zona crepuscular . [8] Su límite más bajo se encuentra en una termoclina de 12 °C (54 °F), que, en los trópicos , generalmente se encuentra entre 200 y 1000 metros. [9]
La zona eufótica se define de manera algo arbitraria como la que se extiende desde la superficie hasta la profundidad donde la intensidad de la luz es aproximadamente del 0,1 al 1% de la irradiancia solar de la superficie , dependiendo de la estación , la latitud y el grado de turbidez del agua . [6] [7] En las aguas más claras del océano, la zona eufótica puede extenderse hasta una profundidad de unos 150 metros, [6] o, raramente, hasta 200 metros. [8] Las sustancias disueltas y las partículas sólidas absorben y dispersan la luz, y en las regiones costeras la alta concentración de estas sustancias hace que la luz se atenúe rápidamente con la profundidad. En tales áreas, la zona eufótica puede tener sólo unas pocas decenas de metros de profundidad o menos. [6] [8] La zona disfótica, donde la intensidad de la luz es considerablemente menor que el 1% de la irradiancia de la superficie, se extiende desde la base de la zona eufótica hasta aproximadamente 1.000 metros. [9] Extendiéndose desde el fondo de la zona fótica hasta el fondo del mar se encuentra la zona afótica , una región de oscuridad perpetua. [8] [9]
Dado que la profundidad media del océano es de unos 4.300 metros, [10] la zona fótica representa sólo una pequeña fracción del volumen total del océano. Sin embargo, debido a su capacidad de fotosíntesis, la zona fótica tiene la mayor biodiversidad y biomasa de todas las zonas oceánicas. Casi toda la producción primaria del océano se produce aquí. Las formas de vida que habitan la zona afótica a menudo son capaces de moverse hacia arriba a través de la columna de agua hacia la zona fótica para alimentarse. De lo contrario, deben depender del material que se hunde desde arriba [1] o encontrar otra fuente de energía y nutrición, como ocurre en las arqueas quimiosintéticas que se encuentran cerca de respiraderos hidrotermales y filtraciones frías .
La zona afótica se puede subdividir en tres regiones verticales diferentes, según la profundidad y la temperatura. Primero está la zona batial , que se extiende desde una profundidad de 1000 metros hasta 3000 metros, con la temperatura del agua disminuyendo de 12 °C (54 °F) a 4 °C (39 °F) a medida que aumenta la profundidad. [11] A continuación se encuentra la zona abisal , que se extiende desde una profundidad de 3.000 metros hasta 6.000 metros. [11] La zona final incluye las profundas fosas oceánicas, y se conoce como zona hadal . Esta, la zona oceánica más profunda, se extiende desde una profundidad de 6.000 metros hasta aproximadamente 11.034 metros, en el fondo mismo de la Fosa de las Marianas, el punto más profundo del planeta Tierra. [2] [11] Las llanuras abisales se encuentran típicamente en la zona abisal, a profundidades de 3.000 a 6.000 metros. [1]
La siguiente tabla ilustra la clasificación de zonas oceánicas:
La corteza oceánica, que forma el lecho rocoso de las llanuras abisales, se crea continuamente en las dorsales oceánicas (una especie de límite divergente ) mediante un proceso conocido como fusión por descompresión . [20] El derretimiento por descompresión del manto sólido relacionado con la columna es responsable de la creación de islas oceánicas como las islas hawaianas , así como de la corteza oceánica en las dorsales oceánicas. Este fenómeno es también la explicación más común para los basaltos inundados y las mesetas oceánicas (dos tipos de grandes provincias ígneas ). La fusión por descompresión ocurre cuando el manto superior se funde parcialmente en magma a medida que asciende bajo las dorsales oceánicas. [21] [22] Este magma ascendente luego se enfría y solidifica por conducción y convección de calor para formar una nueva corteza oceánica . La acreción ocurre cuando el manto se agrega a los bordes en crecimiento de una placa tectónica , generalmente asociada con la expansión del fondo marino . Por tanto, la edad de la corteza oceánica es función de la distancia desde la dorsal oceánica. [23] La corteza oceánica más joven se encuentra en las dorsales oceánicas, y se vuelve progresivamente más vieja, más fría y más densa a medida que migra hacia afuera desde las dorsales oceánicas como parte del proceso llamado convección del manto . [24]
La litosfera , que se encuentra encima de la astenosfera , está dividida en una serie de placas tectónicas que se crean y consumen continuamente en sus límites de placas opuestas . La corteza oceánica y las placas tectónicas se forman y se separan en las dorsales oceánicas. Las colinas abisales se forman por el estiramiento de la litosfera oceánica. [25] El consumo o destrucción de la litosfera oceánica ocurre en las fosas oceánicas (un tipo de límite convergente , también conocido como límite de placas destructivas) mediante un proceso conocido como subducción . Las fosas oceánicas se encuentran en lugares donde se encuentran las losas litosféricas oceánicas de dos placas diferentes, y la losa más densa (más antigua) comienza a descender nuevamente hacia el manto. [26] En el borde de consumo de la placa (la fosa oceánica), la litosfera oceánica se ha contraído térmicamente hasta volverse bastante densa y se hunde bajo su propio peso en el proceso de subducción. [27] El proceso de subducción consume la litosfera oceánica más antigua, por lo que la corteza oceánica rara vez tiene más de 200 millones de años. [28] El proceso general de ciclos repetidos de creación y destrucción de la corteza oceánica se conoce como ciclo del supercontinente , propuesto por primera vez por el geofísico y geólogo canadiense John Tuzo Wilson .
La nueva corteza oceánica, más cercana a las dorsales mediooceánicas, es mayoritariamente basáltica en niveles poco profundos y tiene una topografía accidentada . La rugosidad de esta topografía es función de la velocidad a la que se expande la dorsal en medio del océano (la velocidad de expansión). [29] Las magnitudes de las tasas de dispersión varían de manera bastante significativa. Los valores típicos para las crestas de expansión rápida son superiores a 100 mm/año, mientras que las crestas de expansión lenta suelen ser inferiores a 20 mm/año. [21] Los estudios han demostrado que cuanto más lenta sea la tasa de expansión, más rugosa será la nueva corteza oceánica, y viceversa. [29] Se cree que este fenómeno se debe a fallas en la dorsal oceánica cuando se formó la nueva corteza oceánica. [30] Estas fallas que impregnan la corteza oceánica, junto con sus colinas abisales circundantes, son las características tectónicas y topográficas más comunes en la superficie de la Tierra. [25] [30] El proceso de expansión del fondo marino ayuda a explicar el concepto de deriva continental en la teoría de la tectónica de placas.
La apariencia plana de las llanuras abisales maduras resulta del recubrimiento de esta superficie originalmente irregular de la corteza oceánica por sedimentos de grano fino, principalmente arcilla y limo. Gran parte de este sedimento se deposita a partir de corrientes de turbidez que han sido canalizadas desde los márgenes continentales a lo largo de cañones submarinos hacia aguas más profundas. El resto del sedimento se compone principalmente de polvo (partículas de arcilla) arrastradas al mar desde la tierra, y restos de pequeñas plantas y animales marinos que se hunden desde la capa superior del océano, conocidos como sedimentos pelágicos . La tasa total de deposición de sedimentos en zonas remotas se estima en dos o tres centímetros por mil años. [31] [32] Las llanuras abisales cubiertas de sedimentos son menos comunes en el Océano Pacífico que en otras cuencas oceánicas importantes porque los sedimentos de las corrientes de turbidez quedan atrapados en las fosas oceánicas que bordean el Océano Pacífico. [33]
Las llanuras abisales suelen estar cubiertas por aguas profundas, pero durante momentos de la crisis de salinidad de Messina gran parte de la llanura abisal del mar Mediterráneo quedó expuesta al aire como un sumidero vacío, profundo, seco y con suelo de sal. [34] [35] [36] [37]
La histórica expedición científica (diciembre de 1872 - mayo de 1876) del barco de reconocimiento HMS Challenger de la Royal Navy británica arrojó una enorme cantidad de datos batimétricos , muchos de los cuales han sido confirmados por investigadores posteriores. Los datos batimétricos obtenidos durante el transcurso de la expedición Challenger permitieron a los científicos dibujar mapas, [38] que proporcionaron un esquema aproximado de ciertas características importantes del terreno submarino, como el borde de las plataformas continentales y la Cordillera del Atlántico Medio . Este conjunto discontinuo de puntos de datos se obtuvo mediante la sencilla técnica de realizar sondeos bajando largas líneas desde el barco hasta el fondo del mar. [39]
A la expedición Challenger le siguió la expedición del Jeannette de 1879-1881 , dirigida por el teniente de la Armada de los Estados Unidos, George Washington DeLong . El equipo navegó a través del mar de Chukchi y registró datos meteorológicos y astronómicos , además de sondear el fondo marino. El barco quedó atrapado en la capa de hielo cerca de la isla Wrangel en septiembre de 1879 y finalmente fue aplastado y hundido en junio de 1881. [40]
A la expedición Jeannette le siguió la expedición ártica de 1893-1896 del explorador noruego Fridtjof Nansen a bordo del Fram , que demostró que el Océano Ártico era una cuenca oceánica profunda, no interrumpida por masas de tierra significativas al norte del continente euroasiático . [41] [42]
A partir de 1916, el físico canadiense Robert William Boyle y otros científicos del Comité de Investigación de Detección Antisubmarina ( ASDIC ) emprendieron investigaciones que finalmente condujeron al desarrollo de la tecnología de sonar . Se desarrolló un equipo de sondeo acústico que podía funcionar mucho más rápidamente que las líneas de sondeo, lo que permitió a la expedición alemana Meteor a bordo del buque de investigación alemán Meteor (1925-27) realizar sondeos frecuentes en transectos del Atlántico este-oeste. Los mapas producidos a partir de estas técnicas muestran las principales cuencas atlánticas, pero la precisión de profundidad de estos primeros instrumentos no fue suficiente para revelar las llanuras abisales planas y sin rasgos distintivos. [43] [44]
A medida que la tecnología mejoró, la medición de la profundidad, la latitud y la longitud se volvió más precisa y fue posible recopilar conjuntos más o menos continuos de puntos de datos. Esto permitió a los investigadores dibujar mapas precisos y detallados de grandes áreas del fondo del océano. El uso de un sonómetro de registro continuo permitió a Tolstoi y Ewing en el verano de 1947 identificar y describir la primera llanura abisal. Esta llanura, al sur de Terranova , se conoce actualmente como Llanura Abisal de Sohm . [45] Después de este descubrimiento se encontraron muchos otros ejemplos en todos los océanos. [46] [47] [48] [49] [50]
El Challenger Deep es el punto estudiado más profundo de todos los océanos de la Tierra; Está en el extremo sur de la Fosa de las Marianas , cerca del grupo de las Islas Marianas . La depresión lleva el nombre del HMS Challenger , cuyos investigadores hicieron los primeros registros de su profundidad el 23 de marzo de 1875 en la estación 225. La profundidad reportada fue de 4.475 brazas (8184 metros) según dos sondeos separados. El 1 de junio de 2009, el mapeo sonar del abismo Challenger realizado por el sistema batimétrico de sonar multihaz Simrad EM120 a bordo del R/V Kilo Moana indicó una profundidad máxima de 10971 metros (6,82 millas). El sistema de sonar utiliza detección del fondo de fase y amplitud , con una precisión superior al 0,2% de la profundidad del agua (esto es un error de unos 22 metros a esta profundidad). [51] [52]
Una característica del terreno poco común pero importante que se encuentra en las zonas batial, abisal y abisal es el respiradero hidrotermal. A diferencia de la temperatura ambiente del agua de aproximadamente 2 °C a estas profundidades, el agua emerge de estos respiraderos a temperaturas que van desde 60 °C hasta 464 °C. [13] [14] [15] [16] [17] Debido a la alta presión barométrica a estas profundidades, el agua puede existir en su forma líquida o como fluido supercrítico a tales temperaturas.
A una presión barométrica de 218 atmósferas , el punto crítico del agua es 375 °C. A una profundidad de 3.000 metros, la presión barométrica del agua de mar es de más de 300 atmósferas (ya que el agua salada es más densa que el agua dulce). A esta profundidad y presión, el agua de mar se vuelve supercrítica a una temperatura de 407 °C ( ver imagen ). Sin embargo, el aumento de la salinidad a esta profundidad empuja el agua más cerca de su punto crítico. Así, el agua que emerge de las partes más calientes de algunas fuentes hidrotermales, fumarolas negras y volcanes submarinos puede ser un fluido supercrítico , poseyendo propiedades físicas entre las de un gas y las de un líquido . [13] [14] [15] [16] [17]
Sister Peak (campo hidrotermal de Comfortless Cove, 4°48′S 12°22′W / 4.800°S 12.367°W / -4.800; -12.367 , elevación −2996 m), Shrimp Farm y Mephisto (campo hidrotermal Red Lion ) , 4°48′S 12°23′W / 4.800°S 12.383°W / -4.800; -12.383 , elevación −3047 m), son tres respiraderos hidrotermales de la categoría de fumador negro, en la Cordillera del Atlántico Medio cerca de la Isla Ascensión . Se presume que han estado activos desde que un terremoto sacudió la región en 2002. [13] [14] [15] [16] [17] Se ha observado que estos respiraderos expulsan fluidos de tipo vapor separados en fases . En 2008, se registraron temperaturas de salida sostenidas de hasta 407 °C en uno de estos respiraderos, con una temperatura máxima registrada de hasta 464 °C. Estas condiciones termodinámicas superan el punto crítico del agua de mar y son las temperaturas más altas registradas hasta la fecha en el fondo marino. Esta es la primera evidencia reportada de interacción magmática - hidrotermal directa en una dorsal de expansión lenta en medio del océano. [13] [14] [15] [16] [17] Las etapas iniciales de una chimenea de ventilación comienzan con la deposición del mineral anhidrita. Los sulfuros de cobre, hierro y zinc precipitan en los huecos de la chimenea, haciéndola menos porosa con el tiempo. Se han registrado crecimientos de respiraderos del orden de 30 cm (1 pie) por día. Una exploración realizada en abril de 2007 de los respiraderos de aguas profundas frente a la costa de Fiji encontró que esos respiraderos eran una fuente importante de hierro disuelto (ver ciclo del hierro).
Los respiraderos hidrotermales en las profundidades del océano generalmente se forman a lo largo de las dorsales en medio del océano, como la Dorsal del Pacífico Oriental y la Dorsal del Atlántico Medio. Estos son lugares donde dos placas tectónicas divergen y se está formando una nueva corteza.
Otra característica inusual que se encuentra en las zonas abisal y abisal es la filtración fría , a veces llamada respiradero frío . Se trata de una zona del fondo marino donde se produce la filtración de sulfuro de hidrógeno , metano y otros fluidos ricos en hidrocarburos , a menudo en forma de un charco de salmuera en las profundidades marinas . Las primeras filtraciones frías se descubrieron en 1983, a 3200 metros de profundidad en el Golfo de México . [53] Desde entonces, se han descubierto filtraciones frías en muchas otras áreas del Océano Mundial , incluido el Cañón Submarino de Monterey justo frente a la Bahía de Monterey , California, el Mar de Japón , frente a la costa del Pacífico de Costa Rica , frente a la costa atlántica de África, frente a la costa de Alaska y bajo una plataforma de hielo en la Antártida . [54]
Aunque alguna vez se supuso que las llanuras eran hábitats vastos, parecidos a los desérticos , las investigaciones realizadas durante la última década muestran que abundan en ellas una amplia variedad de vida microbiana . [55] [56] Sin embargo, la estructura y función de los ecosistemas en el fondo marino profundo históricamente han sido poco estudiadas debido al tamaño y la lejanía del abismo. Recientes expediciones oceanográficas realizadas por un grupo internacional de científicos del Censo de Diversidad de la Vida Marina Abisal (CeDAMar) han encontrado un altísimo nivel de biodiversidad en las llanuras abisales, con hasta 2000 especies de bacterias, 250 especies de protozoos y 500 especies. de invertebrados ( gusanos , crustáceos y moluscos ), que normalmente se encuentran en sitios abisales únicos. [57] Las nuevas especies constituyen más del 80% de las miles de especies de invertebrados del fondo marino recolectadas en cualquier estación abisal, lo que pone de relieve nuestra hasta ahora escasa comprensión de la diversidad y evolución abisal. [57] [58] [59] [60] Una biodiversidad más rica está asociada con áreas de entrada conocida de fitodetritos y un mayor flujo de carbono orgánico. [61]
Abyssobrotula galatheae , una especie de anguila de la familia Ophidiidae , se encuentra entre las especies de peces que viven en las profundidades. En 1970, un ejemplar fue arrastrado desde una profundidad de 8370 metros en la Fosa de Puerto Rico . [62] [63] [64] Sin embargo, el animal estaba muerto al llegar a la superficie. En 2008,se observó y registró el pez caracol abisal ( Pseudoliparis amblystomopsis ) [65] a una profundidad de 7700 metros en la Fosa de Japón . En diciembre de 2014 se filmó una especie de pez caracol a una profundidad de 8145 metros, [66] seguido en mayo de 2017 por otro pez vela filmado a 8178 metros. [67] Estos son, hasta la fecha, los peces vivos más profundos jamás registrados. [11] [68] Otros peces de la zona abisal incluyen los peces de la familia Ipnopidae , que incluye el pez araña abisal ( Bathypterois longipes ), el pez trípode ( Bathypterois grallator ), el pez antena ( Bathypterois longifilis ) y el pez lagarto negro ( Bathysauropsis gracilis). ). Algunos miembros de esta familia han sido registrados en profundidades de más de 6000 metros. [69]
Los científicos de CeDAMar han demostrado que algunas especies abisales y abisales tienen una distribución cosmopolita. Un ejemplo de esto serían los foraminíferos protozoarios , [70] de los cuales algunas especies se distribuyen desde el Ártico hasta la Antártida. Otros grupos de fauna, como los gusanos poliquetos y los crustáceos isópodos , parecen ser endémicos de determinadas llanuras y cuencas específicas. [57] También se han descubierto recientemente en llanuras abisales muchos taxones aparentemente únicos de gusanos nematodos . Esto sugiere que las profundidades del océano han fomentado radiaciones adaptativas . [57] La composición taxonómica de la fauna de nematodos en el Pacífico abisal es similar, pero no idéntica, a la del Atlántico Norte. [61] Una lista de algunas de las especies que han sido descubiertas o redescriptas por CeDAMar se puede encontrar aquí.
Once de las 31 especies descritas de Monoplacophora (una clase de moluscos ) viven por debajo de los 2000 metros. De estas 11 especies, dos viven exclusivamente en la zona abisal. [71] La mayor cantidad de monoplacóforos provienen del Océano Pacífico oriental a lo largo de las fosas oceánicas. Sin embargo, todavía no se han encontrado monoplacóforos abisales en el Pacífico occidental y solo se ha identificado una especie abisal en el Océano Índico. [71] De las 922 especies conocidas de quitones (de la clase de moluscos Polyplacophora ), se informa que 22 especies (2,4%) viven por debajo de los 2000 metros y dos de ellas están restringidas a la llanura abisal. [71] Aunque faltan estudios genéticos, se cree que al menos seis de estas especies son euribáticas (capaces de vivir en una amplia gama de profundidades), y se ha informado que se encuentran desde las profundidades sublitorales hasta las abisales. Una gran cantidad de los poliplacóforos de grandes profundidades son herbívoros o xilófagos , lo que podría explicar la diferencia entre la distribución de monoplacóforos y poliplacóforos en los océanos del mundo. [71]
Se sabe que los crustáceos peracáridos , incluidos los isópodos, forman una parte importante de la comunidad macrobentónica que es responsable de hurgar en las grandes caídas de alimentos al fondo del mar. [1] [72] En 2000, los científicos de la expedición Diversidad del bentos del Atlántico profundo (DIVA 1) (crucero M48/1 del buque de investigación alemán RV Meteor III ) descubrieron y recolectaron tres nuevas especies del suborden Asellota de isópodos bentónicos . de las llanuras abisales de la Cuenca de Angola en el Océano Atlántico Sur . [73] [74] [75] En 2003, De Broyer et al. Recogieron unos 68.000 crustáceos peracáridos de 62 especies en trampas con cebo colocadas en el mar de Weddell , el mar de Escocia y frente a las islas Shetland del Sur . Descubrieron que alrededor del 98% de los especímenes pertenecían a la superfamilia de anfípodos Lysianassoidea , y el 2% a la familia de isópodos Cirolanidae . La mitad de estas especies fueron recolectadas en profundidades superiores a los 1000 metros. [72]
En 2005, el vehículo operado a distancia de la Agencia Japonesa para las Ciencias y Tecnología Marinas y Terrestres (JAMSTEC), KAIKO , recogió núcleos de sedimentos del abismo Challenger. En las muestras de sedimento se identificaron 432 especímenes vivos de foraminíferos de paredes blandas. [76] [77] Los foraminíferos son protistas unicelulares que construyen conchas. Se estima que hay 4.000 especies de foraminíferos vivos. De los 432 organismos recolectados, la inmensa mayoría de la muestra consistía en foraminíferos simples de caparazón blando, y otros representaban especies de los géneros complejos y multicámaras Leptohalysis y Reophax . En general, el 85% de los especímenes consistían en alogromíidos de caparazón blando . Esto es inusual en comparación con muestras de organismos que habitan en sedimentos de otros ambientes de aguas profundas, donde el porcentaje de foraminíferos de paredes orgánicas oscila entre el 5% y el 20% del total. Los organismos pequeños con conchas duras y calcíferas tienen problemas para crecer en profundidades extremas porque el agua a esa profundidad carece gravemente de carbonato de calcio. [78] Los foraminíferos gigantes (5-20 cm) conocidos como xenofióforos solo se encuentran a profundidades de 500 a 10 000 metros, donde pueden ocurrir en grandes cantidades y aumentar en gran medida la diversidad animal debido a su bioturbación y provisión de hábitat vivo para animales pequeños. . [79]
Si bien se sabe que existen formas de vida similares en fosas oceánicas menos profundas (>7.000 m) y en la llanura abisal, las formas de vida descubiertas en el abismo Challenger pueden representar taxones independientes de esos ecosistemas menos profundos. Esta preponderancia de organismos de caparazón blando en Challenger Deep puede ser el resultado de la presión de selección. Hace millones de años, el abismo Challenger era menos profundo que ahora. Durante los últimos seis a nueve millones de años, a medida que el abismo Challenger creció hasta su profundidad actual, muchas de las especies presentes en el sedimento de esa antigua biosfera no pudieron adaptarse a la creciente presión del agua y al entorno cambiante. Las especies que lograron adaptarse pueden haber sido los antepasados de los organismos actualmente endémicos del abismo Challenger. [76]
Los poliquetos se encuentran en todos los océanos de la Tierra a todas las profundidades, desde formas que viven como plancton cerca de la superficie hasta las fosas oceánicas más profundas. La sonda oceánica robot Nereus observó un espécimen de 2 a 3 cm (aún sin clasificar) de poliqueto en el fondo del abismo Challenger el 31 de mayo de 2009. [77] [80] [81] [82] Hay más de 10.000 especies descritas de poliquetos; se pueden encontrar en casi todos los entornos marinos. Algunas especies viven en las temperaturas oceánicas más frías de la zona abisal, mientras que otras se pueden encontrar en aguas extremadamente calientes adyacentes a los respiraderos hidrotermales.
Dentro de las zonas abisales y abisales, las áreas alrededor de respiraderos hidrotermales submarinos y filtraciones frías tienen, con diferencia, la mayor biomasa y biodiversidad por unidad de superficie. Impulsadas por las sustancias químicas disueltas en los fluidos de ventilación, estas áreas suelen albergar comunidades grandes y diversas de microorganismos procarióticos termófilos , halófilos y otros extremófilos (como los del género Beggiatoa , que oxidan sulfuros ), a menudo dispuestos en grandes esteras bacterianas cerca del frío. se filtra. En estos lugares, las arqueas y bacterias quimiosintéticas suelen formar la base de la cadena alimentaria. Aunque el proceso de quimiosíntesis es enteramente microbiano, estos microorganismos quimiosintéticos a menudo sustentan vastos ecosistemas compuestos por organismos multicelulares complejos a través de simbiosis . [83] Estas comunidades se caracterizan por especies como almejas vesicomíidas , mejillones mitílidos , lapas , isópodos, gusanos tubulares gigantes , corales blandos , eelpouts , cangrejos galateidos y camarones alvinocáridos . La comunidad de filtración más profunda descubierta hasta el momento se encuentra en la Fosa de Japón , a una profundidad de 7700 metros. [11]
Probablemente la característica ecológica más importante de los ecosistemas abisales es la limitación energética. Se considera que las comunidades del fondo marino abisal tienen escasez de alimentos porque la producción bentónica depende del aporte de material orgánico detrítico producido en la zona eufótica, a miles de metros de altura. [84] La mayor parte del flujo orgánico llega como una lluvia atenuada de pequeñas partículas (normalmente, sólo entre el 0,5% y el 2% de la producción primaria neta en la zona eufótica), que disminuye inversamente con la profundidad del agua. [9] El flujo de partículas pequeñas puede verse aumentado por la caída de cadáveres más grandes y el transporte cuesta abajo de material orgánico cerca de los márgenes continentales. [84]
Además de su alta biodiversidad, las llanuras abisales son de gran interés comercial y estratégico actual y futuro. Por ejemplo, pueden utilizarse para la eliminación legal e ilegal de grandes estructuras, como barcos y plataformas petrolíferas , residuos radiactivos y otros residuos peligrosos , como municiones . También pueden ser sitios atractivos para la pesca en alta mar y la extracción de petróleo, gas y otros minerales . Las futuras actividades de eliminación de desechos en aguas profundas que podrían ser importantes para 2025 incluyen el emplazamiento de aguas residuales y lodos , el secuestro de carbono y la eliminación de restos de dragado . [85]
A medida que las poblaciones de peces disminuyen en la parte superior del océano, las pesquerías de aguas profundas son cada vez más objeto de explotación. Dado que los peces de aguas profundas son longevos y de crecimiento lento, no se cree que estas pesquerías de aguas profundas sean sostenibles a largo plazo, dadas las prácticas de gestión actuales. [85] Se espera que los cambios en la producción primaria en la zona fótica alteren las existencias permanentes en la zona afótica limitada en alimentos.
La exploración de hidrocarburos en aguas profundas ocasionalmente produce una degradación ambiental significativa , resultante principalmente de la acumulación de recortes de perforación contaminados , pero también de derrames de petróleo . Si bien la explosión de petróleo involucrada en el derrame de petróleo de Deepwater Horizon en el Golfo de México se origina en la boca de un pozo a sólo 1500 metros por debajo de la superficie del océano, [86] ilustra el tipo de desastre ambiental que puede resultar de percances relacionados con la extracción de petróleo en alta mar. y gasolina.
Los sedimentos de determinadas llanuras abisales contienen abundantes recursos minerales, en particular nódulos polimetálicos . Estas concreciones de manganeso, hierro, níquel, cobalto y cobre del tamaño de una patata, distribuidas en el fondo marino a profundidades superiores a los 4.000 metros, [85] son de gran interés comercial. La zona de máximo interés comercial para la extracción de nódulos polimetálicos (llamada provincia de nódulos del Pacífico) se encuentra en aguas internacionales del Océano Pacífico, extendiéndose entre 118° y 157° y entre 9° y 16°N, un área de más de 3 millones km². [87] La zona abisal de la fractura Clarion-Clipperton (CCFZ) es un área dentro de la provincia de nódulos del Pacífico que actualmente se encuentra bajo exploración por su potencial mineral. [61]
Actualmente, ocho contratistas comerciales tienen licencia de la Autoridad Internacional de los Fondos Marinos (una organización intergubernamental creada para organizar y controlar todas las actividades relacionadas con los minerales en la zona internacional de los fondos marinos más allá de los límites de la jurisdicción nacional ) para explorar recursos de nódulos y probar técnicas de minería en ocho áreas de reclamación. , cada uno con una superficie de 150.000 km². [87] Cuando finalmente comience la minería, se prevé que cada operación minera altere directamente entre 300 y 800 km² de fondo marino por año y perturbe la fauna bentónica en un área de 5 a 10 veces ese tamaño debido a la redeposición de sedimentos suspendidos. Por lo tanto, durante los 15 años de duración proyectada de una sola operación minera, la extracción de nódulos podría dañar gravemente las comunidades del fondo marino abisal en áreas de 20.000 a 45.000 km² (una zona al menos del tamaño de Massachusetts ). [87]
El conocimiento limitado de la taxonomía , la biogeografía y la historia natural de las comunidades de aguas profundas impide una evaluación precisa del riesgo de extinción de especies debido a la minería a gran escala. Los datos adquiridos en el Pacífico Norte y el Atlántico Norte abisales sugieren que los ecosistemas de aguas profundas pueden verse afectados negativamente por las operaciones mineras en escalas de tiempo de décadas. [85] En 1978, una draga a bordo del Hughes Glomar Explorer , explotado por el consorcio minero estadounidense Ocean Minerals Company (OMCO), abrió una pista minera a una profundidad de 5.000 metros en los campos de nódulos de la CCFZ. En 2004, el Instituto Francés de Investigación para la Explotación del Mar ( IFREMER ) llevó a cabo la expedición Nodinaut a esta pista minera (aún visible en el fondo marino) para estudiar los efectos a largo plazo de esta perturbación física sobre los sedimentos y su fauna bentónica. . Las muestras tomadas del sedimento superficial revelaron que sus propiedades físicas y químicas no habían mostrado ninguna recuperación desde la perturbación ocurrida 26 años antes. Por otro lado, la actividad biológica medida en la pista por los instrumentos a bordo del batiscafo sumergible tripulado Nautile no difirió de la de un sitio cercano no perturbado. Estos datos sugieren que la fauna bentónica y los flujos de nutrientes en la interfaz agua-sedimento se han recuperado por completo. [88]
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