Geología

geología marina :

Una emanación fría (a veces llamadas fuentes frías) es un área del lecho marino donde se dan filtraciones de sulfuro de hidrógeno, demetano y de otros fluidos ricos en hidrocarburos, a menudo en forma de piscinas de salmuera. Las emanaciones frías forman un biomaque alberga a multitud de especies endémicas.

Alrededor de las emanaciones frías proliferan comunidades enteras de organismos independientes de la luz conocidos comoextremófilos, la mayoría de ellos basados en relaciones simbióticas con bacterias quimioautotróficas. Estas procariotas, tanto Arqueascomo Bacteria, procesan el sulfuro y el metano a través de la quimiosíntesis obteniendo energía química. Muchos organismos complejos, tales como almejas de la familia Vesicomyidae y gusanos tubícolas de la familia Siboglinidae, usan esta energía para llevar a cabo sus propios procesos vitales. A cambio los microbios reciben tanto seguridad como una fuente estable de alimentos. Otros microbios forman tapetes que cubren considerables áreas.

Aparte de las comunidades de los restos de ballenas, las emanaciones frías y las fuentes hidrotermales tienen en común que son las únicas comunidades conocidas que no se basan en la fotosíntesis para la producción de energía y de alimentos. Al contrario que las fuentes hidrotermales, que son ambientes volátiles y efímeros, las emanaciones frías emiten a una velocidad lenta y segura. Probablemente debido a la estabilidad y a las temperaturas más frías, muchos organismos de las emanaciones frías viven por más tiempo que los que habitan en las fuentes hidrotermales. Investigaciones recientes han revelado que los gusanos tubícolas de las emanaciones frías Lamellibrachia luymesi pueden ser los invertebrados no coloniales conocidos con una vida más larga, ya que llegan a vivir entre 170 y 250 años^{[cita requerida]}.

Las emanaciones frías fueron descubiertas en 1984 por el Dr. Charles Paull en el golfo de México a una profundidad de 3200 m. Desde entonces, se han descubierto emanaciones frías en otras partes de los océanos del mundo, que incluyen el Cañón de Monterey en las afueras de la bahía de Monterrey, California, el mar de Japón, el exterior de la costa pacífica de Costa Rica, el exterior del Atlántico deÁfrica, las aguas de las costas exteriores de Alaska, y bajo la plataforma de hielo de la Antártida.¹ La comunidad de emanaciones frías más profunda que se conoce ha sido encontrada en la Fosa de Japón a una profundidad de 7326 m.

Las emanaciones frías desarrollan una topografía peculiar a lo largo del tiempo, debido a las reacciones entre el metano y el agua de mar crean formaciones rocosas de carbonatos y arrecifes. Estas reacciones pueden ser además dependientes de la actividad bacteriana. La Ikaita, un carbonato cálcico hidratado, puede darse en las emanaciones frías con la oxidación del metano.

Descubren cientos de emanaciones submarinas de metano en la costa este de EEUU

La fuga de metano del fondo marino es mucho más extendida en el margen atlántico de Estados Unidos lo que se pensaba. Se asocia a un fenómeno de aumento de temperaturas que hasta ahora se había identificado solo en aguas árticas, según un estudio realizado por investigadores de la Universidad del Estado de Mississippi y el Servicio Geológico de Estados Unidos.    Penachos de metano identificados en la franja marina entre el Cabo Hatteras, Carolina del Norte y el Banco Georges, Massac ...

Estas emanaciones frías son las áreas donde los gases y los líquidos se filtran en el agua suprayacente de los sedimentos. Se designan como frías para distinguirlos de los respiraderos hidrotermales, que son sitios donde se está formando una nueva corteza oceánica y se emiten fluidos calientes en el fondo marino.

La fuga de metano del fondo marino es mucho más extendida en el margen atlántico de Estados Unidos lo que se pensaba. Se asocia a un fenómeno de aumento de temperaturas que hasta ahora se había identificado solo en aguas árticas, según un estudio realizado por investigadores de la Universidad del Estado de Mississippi y el

Penachos de metano identificados en la franja marina entre el Cabo Hatteras, Carolina del Norte y el Banco Georges, Massachusetts, están emanando de al menos 570 puntos de emanación fría del fondo marino en la plataforma continental exterior y el talud continental. En conjunto, estas áreas, que se encuentran entre la costa y el océano profundo, constituyen el margen continental. Antes de este estudio, sólo tres áreas de emanaciones se habían identificado más allá del borde de la plataforma continental, que se extiende a unos 180 metros de profundidad de agua entre Florida y Maine en el fondo marino del Atlántico estadounidense.

Estas emanaciones frías son las áreas donde los gases y los líquidos se filtran en el agua suprayacente de los sedimentos. Se designan como frías para distinguirlos de los respiraderos hidrotermales, que son sitios donde se está formando una nueva corteza oceánica y se emiten fluidos calientes en el fondo marino. Las emanaciones frías pueden ocurrir en un rango mucho más amplio que los respiraderos hidrotermales.

"La infiltración generalizada no se había previsto en la costa del Atlántico. No está cerca de un límite de placa tectónica como la costa del Pacífico de EE.UU., ni asociada con una cuenca de petróleo como el norte del Golfo de México", dijo Adam Skarke, autor principal del estudio y profesor de la Universidad Estatal de Mississippi.

Los investigadores creen que la mayor parte del metano en fuga se produce por procesos microbianos en los sedimentos superficiales. Esta interpretación se basa principalmente en la localización de las filtraciones y el conocimiento de la geología subyacente. El metano microbiano no es el tipo que se encuentra en yacimientos profundos, a menudo aprovechado como un recurso de gas natural.

La mayoría de las filtraciones de metano recientemente descubiertas se encuentran a profundidades cercanas a las condiciones más superficiales en la que los hidratos de gas en aguas profundas marinas pueden existir en el talud continental. Los hidratos de gas son de origen natural, como una combinación con hielo de metano y agua a temperatura y condiciones de presión comunes en aguas de más de 500 metros.

PRIMERA DETECCIÓN FUERA DEL ÁRTICO

"El calentamiento de las temperaturas del océano puede causar mucho hidrato de gas y que se libere su metano, que luego puede ser emitido en los sitios de sugencias," dijo Carolyn Ruppel, coautora del estudio y directora del Proyecto de Hidratos de Gas USGS. "Tales filtraciones del talud continental habían sido previamente reconocidas en el Ártico, pero no en las latitudes medias. Así que esta es la primera vez."

La mayoría de las filtraciones descritas en el nuevo estudio son demasiado profundas para que el metano para llegar directamente a la atmósfera, pero el metano que queda en la columna de agua se puede oxidar a dióxido de carbono. Esto a su vez aumenta la acidez de las aguas oceánicas y reduce los niveles de oxígeno.

Las filtraciones de aguas poco profundas que pueden estar relacionadas con la descarga de aguas subterráneas en alta mar se detectaron en el borde de la plataforma y en la parte superior de Hudson Canyon, un desfiladero submarino que representa la extensión de la costa del río Hudson. El metano de estas filtraciones podría llegar directamente a la atmósfera, contribuyendo al aumento de las concentraciones de este gas de efecto invernadero.

La expansión de los fondos oceánicos ocurre en los dorsales oceánicas, donde se forma nueva corteza oceánica mediante actividad de las fosas centriculares y el movimiento gradual del fondo alejándose de la dorsal. Este hecho ayuda a entender la deriva continentalexplicada por la teoría de la masiva de plataforma.

Teorías anteriores (por ejemplo, la de Alfred Wegener) sobre la deriva continental suponían que los continentes eran transportados a través del mar. La idea de que el propio fondo marino se mueve (y arrastra a los continentes con él) mientras se expande desde un eje central fue propuesta por Harry Hess de la Universidad de Princeton en los 1960s. La teoría se acepta ampliamente en la actualidad, y se cree que el fenómeno es causado por corrientes de convección en la parte débil y plástica de la capa superior del manto (denominada astenosfera en la definición clásica). Las mayores pruebas de la mencionada teoría son las fosas oceánicas, las dorsales oceánicas, el magma saliente hacia la superficie, el nuevo fondo marino.Casi siempre, la expansión del fondo marino comienza como un rift en una placa continental, similar al Valle del Rift existente en la actualidad en África Oriental, entre el Mar Rojo y los Grandes Lagos Africanos. El proceso comienza con un calentamiento en la base de la placa continental que la convierte en un material más plástico y menos denso. Ya que los objetos menos densos "flotan" sobre los más densos, como prevé la isostasia, el área que se calienta se abomba, transformándose en una amplia bóveda ("domo" o cúpula). A medida que se alza, se producen fracturas que gradualmente se convierten en rifts. El sistema de rifts típico consiste en tres brazos divergentes, separados cada uno por 120º de circunferencia. Estas grandes áreas se denominan "encrucijada triple" (triple junction) y pueden hallarse en varios lugares del mundo en la actualidad, siendo fácilmente identificables en los mapas; por ejemplo: Mar Rojo-Golfo de Adén-Valle del Rift, o Valle del Níger-costas africanas del Golfo de Guinea (donde se abrió el Atlántico, separándose América del Sur).

 Expansión del fondo oceánico

A partir de la década de los 1960-70, y gracias a estudios oceanográficos, se empezaron a obtener datos sobre el fondo oceánico. A partir de ellos se propuso una nueva teoría: expansión del fondo oceánico.

Según esta teoría el suelo oceánico se desplaza a un lado y otro de las dorsales por inyección constante de materiales ígneos procedentes de la astenosfera, a través del eje de dichas dorsales.

Las dorsales oceánicas son lugares donde se genera nueva corteza oceánica, que provoca la expansión de los océanos. La velocidad de expansión es la misma a un lado y otro de la dorsal, variando la tasa de expansión de un océano a otro. Así, en el Atlántico Norte, la velocidad de expansión es de 2 cm por año, de 3 en el Atlántico Sur y de 6 a 10, en el océano Pacífico.

Esta hipótesis está apoyada por la simetría de varios elementos a ambos lados de la dorsal: edad de la corteza, espesor de sedimentos, y, especialmente, por la polaridad magnética (los cambios de polaridad son simétricos respecto al eje de la dorsal).

Si el proceso se inicia sobre un continente, el resultado será la separación del mismo en dos partes separadas por un océano. En sus primeros pasos la dorsal ocupará una posición continental, durante esta fase se le denomina Rift continental.

En los fondos oceánicos las placas se alejan y queda entre ellas un hueco que se llena con material proveniente del manto, roca fundida (magma) de la astenósfera, que puede fluir por encontrarse muy caliente. En cuanto llega a la superficie sufre cambios físicos y químicos al perder gases y entrar en contacto con el agua del fondo del mar. Al descender su temperatura se convierte en nueva corteza oceánica.

Al continuar separándose las placas, esta nueva corteza oceánica es arrastrada hacia los lados de la cresta y deja lugar para que ascienda más material del manto. El material que asciende está muy caliente, y transmite parte de este calor al material que tiene cerca, el cual empuja el material que tiene encima, dando lugar a las grandes elevaciones sobre el nivel medio del fondo marino que presentan las cordilleras oceánicas.

Las placas siguen separándose y el nuevo fondo, cada vez más frío, pasa el punto más alto y comienza un descenso muy rápido, se rompe y se crean nuevas fallas normales, pero ahora el movimiento relativo de las paredes es en sentido contrario al que ocurre del mismo lado dentro del valle.

Conforme se aleja del centro de expansión, la nueva corteza oceánica se va enfriando, lo cual la vuelve más densa y, por tanto, más pesada. Al pesar más, hace más presión sobre el material de la astenósfera y lo hace descender. El resultado de esto es que el fondo oceánico se encuentra apoyado sobre una superficie inclinada, y la fuerza de gravedad hace que resbale sobre esta superficie alejándose del centro de expansión y por tanto de la placa que se encuentra del otro lado.

Zonas de subducción

Si se está creando continuamente nuevo fondo oceánico y la Tierra no está creciendo, la creación de nueva superficie debe ser compensada mediante la destrucción de superficie antigua. Por otro lado, si dos placas se alejan una de otra, esto significa que se acercan a otras placas que se encuentren en su camino, y si éstas no se alejan lo suficientemente rápido tienen que competir por la superficie que ocupan.

En los extremos de dos placas, una continental y otra oceánica, esta última tiende a hundirse, porque es más pesada que la astenósfera, mientras que la placa continental flota por ser más ligera. En consecuencia, la placa oceánica se hunde bajo la continental y regresa al manto, donde las altas temperaturas la funden. Las trincheras oceánicas son, por tanto, zonas de subducción donde se consume la placa oceánica.

El hueco entre la placa subducida y la subducente forma una trinchera oceánica, donde se deposita gran cantidad de sedimentos, aportados, sobre todo, por la continental. Algunas veces parte de estos sedimentos se une al continente y, de esta manera, crecen los continentes.