¿Qué es el medio marino?
El símbolo más llamativo del sistema submarino de aguas termales es una salida de agua caliente en forma de chimenea: la columna de humo (A), de la que sale continuamente agua caliente rica en sulfuro de hidrógeno (B). Hay una variedad de criaturas que viven cerca de los respiraderos de aguas termales, incluidos gusanos tubulares (C), almejas gigantes (D), almejas gigantes (E), cangrejos de aguas profundas (F) y cangrejos de cola corta (G) con características degradadas. vista.
Se formarán algunos respiraderos geotérmicos alrededor de algunos fondos marinos geológicamente activos (como áreas volcánicas submarinas y áreas de expansión oceánica). En 1977, los científicos descubrieron el primer respiradero geotérmico cerca de las Islas Galápagos. Posteriormente, se localizaron una a una cientos de estructuras similares. En áreas con actividad geológica frecuente, como las dorsales en medio del océano, el magma caliente emerge gradualmente a la superficie del fondo del océano. En el fondo marino de estas áreas, el agua de mar se filtra en las grietas de la corteza terrestre hasta que finalmente es bloqueada por las rocas en el fondo de las grietas. Estas rocas están en estrecho contacto con el magma que se encuentra debajo y están muy calientes. Durante la penetración del agua de mar, altas concentraciones de sulfuro de hidrógeno y otros minerales en las grietas ingresarán al agua en grandes cantidades. Con el tiempo, las rocas calientes del fondo de la grieta calentarán el agua de mar rica en minerales a unos 380°C. La alta temperatura hace que el agua se expanda rápidamente y vuelva a brotar de las grietas, formando aguas termales en las profundidades marinas. Aunque el punto de ebullición normal del agua es de 100°C, el agua rociada desde aguas termales de aguas profundas no hierve porque la presión del agua en las profundidades del mar es muy fuerte. Esto se debe a que el punto de ebullición del líquido aumentará a medida que aumenta la presión. La fuerte presión del agua en el fondo del mar aumentará considerablemente el punto de ebullición del agua, lo que le permitirá permanecer líquido a una temperatura alta de 380 °C.
El agua de mar sobrecalentada de los respiraderos se enfría rápidamente cuando entra en contacto con el agua fría del océano. Como resultado, grandes cantidades de minerales disueltos en el agua sobrecalentada precipitan, formando un depósito parecido a una chimenea llamado penacho alrededor de la boquilla. La "chimenea" alrededor de la boquilla se deposita muy rápidamente. Normalmente, la altura de estas columnas puede aumentar unos 30 centímetros por día. Finalmente, la columna de humo colapsó por su propia gravedad debido a la gran cantidad de deposición, y comenzó una nueva ronda de deposición alrededor de la boquilla. La altura de las estructuras de "chimeneas" es generalmente de 10 a 20 metros, pero una de las columnas de humo submarinas llamada "Godzilla" tiene una altura de hasta 15 pisos, unos 50 metros. El diámetro de su boquilla alcanza unos sorprendentes 12 metros. Los respiraderos geotérmicos tienen una vida corta, pero cuando uno muere, a menudo se crean otros nuevos.
Diagrama esquemático de las chimeneas negras submarinas
El sulfuro de hidrógeno a menudo se disuelve en el agua de mar de las fuentes termales submarinas. El sulfuro de hidrógeno es una sustancia química altamente tóxica que huele a huevos podridos. Es tan tóxico como el cianuro para la mayoría de los organismos. Además del sulfuro de hidrógeno, el agua de mar termal también contiene iones de metales pesados como hierro, zinc y cobre. En cantidades suficientemente grandes, estos iones metálicos también son tóxicos. Aunque estos químicos tóxicos están presentes en el medio ambiente, el sistema de aguas termales sigue siendo vibrante. De hecho, es el sulfuro de hidrógeno tóxico el que proporciona a la vida alrededor de la boquilla la energía que necesita para sobrevivir. Algunas bacterias del fondo marino obtienen energía de reacciones químicas con sulfuro de hidrógeno, y estas bacterias son el comienzo de la cadena alimentaria en los sistemas de aguas termales del fondo marino.
Los entornos del fondo marino similares a los respiraderos geotérmicos pueden formar fácilmente áreas de deposición de petróleo y gas. Por ejemplo, en los taludes continentales, pequeñas cantidades de petróleo, metano y sulfuro de hidrógeno precipitan en los sedimentos del fondo marino. En áreas con aguas profundas, debido a las temperaturas más bajas, el metano comenzará a congelarse, formando sólidos de metano hidratado, también llamados hielo inflamable en alguna literatura. En estos ecosistemas parecidos a fuentes termales, los hidrocarburos y el sulfuro de hidrógeno depositados en el fondo marino proporcionan abundante alimento para las bacterias químicas.
Además de los sistemas de aguas termales, las montañas submarinas también son ricas en entornos submarinos. Los montes submarinos son un tipo de volcán submarino que suele aparecer en los bordes de las placas con frecuente actividad geográfica. Además, las bolsas de magma dentro de las placas también pueden formar montes submarinos. Los montes submarinos son similares en forma y estructura a los volcanes terrestres.
Todos ellos se caracterizan por la exposición de lechos rocosos, acumulaciones sedimentarias en valles y volcanes. La mayoría de los montes submarinos son volcanes activos que aún pueden arrojar lava, y también hay algunos volcanes inactivos. En las aguas cercanas al golfo de Alaska se encuentra una cadena montañosa submarina, cuyo volcán inactivo más alto alcanza una altura de 3.000 metros.
Montañas submarinas
La primera cadena montañosa submarina descubierta es el Monte Davidson, ubicado en el fondo marino a 193+0 kilómetros al suroeste de Monterey, California, EE. UU. Esta montaña se formó hace 6,5438+02 millones de años. El ahora silencioso Monte Davidson está formado por rocas volcánicas moteadas, con su cima cubierta por una capa de ceniza volcánica depositada durante muchos años. Mount Davidson es el sistema acuático de montaña submarino más grande en aguas de EE. UU., y las aguas circundantes albergan una gran cantidad de vida marina, incluidas importantes poblaciones de cachalotes y albatros.
En general, los arrecifes de coral se forman principalmente en aguas tropicales con pequeñas profundidades, pero también hay algunos arrecifes de coral de aguas frías en las profundidades del mar. A diferencia de los arrecifes de coral de aguas tropicales, los arrecifes de coral de aguas profundas rara vez requieren condiciones de luz. Los corales de aguas profundas y varias especies de esponjas forman un denso montículo de barro en el fondo marino. Estas crestas retienen eficazmente sedimentos en el océano y proporcionan un entorno adecuado para que los peces e invertebrados vivan en las aguas circundantes.
En 1998, los científicos descubrieron cientos de montículos de barro en el fondo marino frente a la costa noroeste de Escocia. Esta zona montañosa submarina llamada "Darwin Hills" proporciona una base fértil para que se adhieran los corales y esponjas de aguas profundas. La profundidad media del agua de esta zona montañosa es de 1.000 metros y cubre un área de 50 kilómetros cuadrados. Cada montículo tiene aproximadamente 5 metros de alto y 100 metros de ancho. La forma del montículo es similar a una coma, con un cuerpo principal circular y una "cola" en forma de gota que se extiende casi 100 metros hacia el suroeste. Al igual que otros entornos de aguas profundas presentados en esta sección, los montículos de lodo submarinos también son estructuras submarinas únicas.
La pila de lodo del fondo marino también es una estructura única del fondo marino.
En 1999, científicos de la Universidad del Sur de Florida descubrieron un arrecife de coral en la cresta de Mount Prey, una isla submarina frente a la costa oeste de Florida. No fue hasta 2004 que los científicos confirmaron la autenticidad de este descubrimiento. El descubrimiento fue impactante, principalmente porque es el único arrecife de coral en la Tierra que vive en las profundidades del océano y aún es capaz de realizar la fotosíntesis.
La zona oceánica es el hábitat biológico más grande de la Tierra, pero la exploración y comprensión humana de la misma son aún muy limitadas. A través del estudio de la superficie del agua marina y de las aguas poco profundas, hemos adquirido muchos conocimientos sobre las condiciones físicas y químicas del océano, y también hemos aprendido sobre los hábitos de vida de muchos organismos marinos. Sin embargo, las dificultades encontradas para explorar zonas marítimas más amplias y distantes han obstaculizado el progreso humano, dejando la zona oceánica todavía en blanco en el mapa científico de la humanidad.
El fondo de las profundidades del océano comienza con un fuerte descenso del talud continental. En el fondo del talud continental suele haber un pequeño talud ascendente formado por la acumulación de sedimentos, llamado levantamiento continental. El fondo marino más allá del ascenso continental se compone principalmente de llanuras abisales, y a menudo aparecen colinas o montes submarinos abisales en las vastas llanuras abisales. El centro de la cuenca está separado por dorsales en medio del océano, que son zonas volcánicas y sísmicas submarinas globales encargadas de generar nueva corteza.
Al igual que otros entornos del océano, utilizamos las características de salinidad, temperatura, densidad, luz, presión, corrientes oceánicas, olas, mareas y otros factores para describir el entorno de aguas profundas. El efecto sinérgico de la salinidad y la temperatura determina la densidad del agua de mar. El agua fría y salada de los polos se hunde en las profundidades del mar debido a su alta densidad y se mueve hacia el ecuador en el fondo marino. A través de este proceso de hundimiento, el agua fría transporta gradualmente el oxígeno disuelto en ella a las profundidades del mar, permitiendo que exista vida en todas las profundidades del océano. Al mismo tiempo, este proceso de hundimiento también desencadena el proceso de circulación termohalina oceánica global. En la superficie del océano, el agua de mar es impulsada por el viento para formar una corriente de viento, y el movimiento de la corriente superficial mezcla completamente el agua de mar superficial.
Imagen de una dorsal en medio del océano
Gran parte del océano está oscuro y frío. Normalmente, la luz del sol sólo puede llegar a unos 200 metros de la superficie del agua, lo que representa sólo una pequeña parte de todo el océano. En la zona iluminada de la superficie, hay plantas y organismos verdes unicelulares que dependen de la fotosíntesis para proporcionar energía. Son el comienzo de la cadena alimentaria marina. Los organismos que viven debajo de la capa fótica necesitan flotar hacia la capa fótica en busca de alimento o esperar a que los alimentos se depositen en la capa fótica. Las plantas o animales muertos se hunden gradualmente hasta el fondo del océano. Si bien los cadáveres de estas criaturas son buenos nutrientes para las plantas de la superficie del océano, tienden a hundirse a profundidades que las plantas no pueden alcanzar y depositar. Sólo el afloramiento ocasional del fondo marino puede devolver estos nutrientes a la superficie del océano, evitando que se pierdan por completo del ecosistema marino.
Algunos ambientes marinos especiales ubicados en las profundidades del mar albergan una rica vida. Los respiraderos geotérmicos y los depósitos de hidrocarburos permiten que sustancias químicas como el sulfuro de hidrógeno y el metano ingresen al agua de mar de la región. Algunas bacterias bentónicas específicas pueden convertir la energía química contenida en estas sustancias en la energía necesaria para sobrevivir, sustentando la cadena alimentaria en esta zona. Las montañas submarinas, los arrecifes de coral de aguas profundas y las colinas submarinas también son lugares de reunión para las criaturas submarinas. A los corales, almejas, camarones, gusanos y otras criaturas les gusta establecerse en dichos entornos.
El Reino de la Biología
Hay millones de especies diferentes de seres vivos en la Tierra. Para estudiarlos, los científicos llamados taxónomos los clasifican en función de sus características. El primer taxónomo de la historia fue el científico sueco Linneo, quien dividió todos los seres vivos en dos tipos extremadamente grandes: el reino vegetal y el reino animal. A mediados del siglo XIX, además de estos dos campos, los biólogos también definieron y añadieron protozoos, microorganismos y hongos. A medida que las técnicas cambiantes de microscopía permitieron a los taxónomos seguir distinguiendo las características de los microorganismos, separaron el reino monera de los protozoos. No fue hasta 1969 que se estableció un sistema de clasificación de cinco reinos formado por los reinos monera (como las bacterias), protozoos, hongos, animales y plantas. Muchas personas todavía utilizan este sistema de clasificación de cinco reinos hoy en día, pero ahora la mayoría de los científicos optan por dividir el reino monera en dos grupos principales, Archaea y Fungi.
Plancton oceánico
Los procariotas son los organismos más pequeños de la Tierra y sus estructuras celulares son mucho más simples que las de otros organismos. Los procariotas no pueden producir sus propios alimentos, como E. coli y Bacillus anthracis. Los procariotas que son capaces de realizar la fotosíntesis incluyen las cianobacterias, y las especies relacionadas de Anabaena y Scleroderma son cianobacterias típicas. El reino Fungi en el sistema de clasificación de seis reinos incluye los procariotas más comunes que viven en el agua, el suelo y otros organismos. Las arqueas residen en entornos extremos, como aguas termales geotérmicas y lechos de lagos súper salados.
Otro tipo de organismos unicelulares son los protozoos, como la ameba, la euglena y las diatomeas. A diferencia de los procariotas, los protozoos son enormes y sus células complejas son estructuralmente muy similares a las de los organismos multicelulares. El movimiento, tamaño, forma y estrategias de alimentación de los protozoos varían de una especie a otra. Algunos son autótrofos, otros heterótrofos y el resto son organismos facultativos. Los organismos eutróficos no sólo producen su propio alimento, sino que también pueden alimentarse de otros organismos. Este cambio de elección depende principalmente de la calidad de sus condiciones ambientales.
El reino fúngico incluye principalmente organismos multicelulares, como los mohos, pero también hay algunos miembros unicelulares, como las levaduras. Los hongos no pueden moverse. Al no contener clorofila, no pueden sintetizar sus propios alimentos. Todos son heterótrofos y absorben nutrientes secretando enzimas digestivas en los alimentos para digerirlos.
Ilustración de los protozoos
Por último, están los reinos Plantae y Animalia, que están formados por organismos multicelulares. Las plantas, como las algas, los árboles y los dientes de león, no pueden moverse, pero pueden obtener su propio alimento convirtiendo la energía solar en compuestos simples de carbono. Por tanto, las plantas son autótrofas. Animales como peces, ballenas y humanos son heterótrofos y no pueden sintetizar las sustancias que necesitan, por lo que deben buscar activamente su propio alimento.