El manantial oculto bajo la Ciudad Perdida: hallan agua sobrecalentada en el Atlántico

En el corazón del océano Atlántico, científicos revelaron una conexión inesperada entre el interior de la Tierra y uno de los ecosistemas más extraordinarios del planeta.

El descubrimiento de agua sobrecalentada, surgida de una profundidad sin precedentes bajo el macizo de Atlantis, permite entender por primera vez el origen real del fluido que nutre el campo hidrotermal de la Ciudad Perdida, un conjunto de paredes y monolitos descubiertos en el año 2000, que alcanzan los 60 metros de altura y sirven como sitio de ventilación natural oceánica.

Este avance representa un paso decisivo para comprender cómo la energía química, y no la luz solar, puede impulsar la vida en los rincones más remotos del mundo.

El campo hidrotermal de la Ciudad Perdida, célebre por sus chimeneas blancas de carbonato y sus manantiales alcalinos ricos en hidrógeno y metano, siempre fue un enigma para la ciencia. Los organismos que habitan allí no dependen de la fotosíntesis, sino de la energía liberada cuando el agua reacciona con las rocas profundas.

Hasta ahora, una pregunta clave permanecía sin respuesta: cuál era la fuente última del fluido energético que permite la existencia de este ecosistema. Para resolver el misterio, un equipo internacional perforó, durante la Expedición 399 del IODP en 2023, un pozo de 1268 metros bajo el lecho marino, en la zona del macizo de Atlantis, aproximadamente a 800 metros al norte de Lost City.

La profundidad alcanzada por el pozo U1601C no solo permitió extraer muestras inéditas de peridotitas del manto, sino que, tras detener la perforación, los investigadores lograron recolectar agua en diferentes niveles.

El análisis químico de las muestras fue contundente: el agua más profunda presentaba una mezcla en la que hasta el 80 % correspondía a agua de formación nativa, rica en componentes químicos formados a temperaturas superiores a los 300 °C (572 °F). Esta composición resultó casi idéntica a la del fluido que emerge por las chimeneas de Lost City, confirmando que el combustible del sistema proviene de fuentes subterráneas sobrecalentadas.

Un laboratorio natural de procesos extremos

El avance de la perforación y el posterior análisis de las aguas profundas permitieron observar cómo el agua de mar penetra a gran profundidad en la corteza oceánica, reacciona con las rocas del manto y se transforma en un fluido químicamente activo.

La composición de este fluido ofrece pistas únicas: bajos niveles de magnesio, altos valores de calcio, y abundancia de elementos como litio, rubidio, cesio y estroncio. Estos indicadores son característicos de una intensa interacción agua-roca en entornos dominados por gabros y peridotitas, materiales que forman parte del manto terrestre y que rara vez se estudian de forma directa.

A partir de los primeros 465 metros del pozo, el agua encontrada fue una mezcla de agua de mar y agua dulce utilizada en la operación. A mayor profundidad, la proporción de agua genuina de formación aumentó de manera clara.

Los investigadores subrayan que la química del fluido, con casi todo el magnesio eliminado y grandes cantidades de calcio incorporadas, solo puede explicarse por un contacto prolongado con rocas calientes. Las reacciones que ocurrieron en ese entorno requieren temperaturas elevadas, como las detectadas en el pozo, y demuestran que el proceso no es superficial ni casual.

El estudio también mostró que el agua profunda absorbió hidrógeno, metano y otros hidrocarburos, elementos que alimentan la vida microbiana en la Ciudad Perdida. La evidencia de estos procesos se reflejó en las altas concentraciones de H₂ y CH₄, así como en la presencia de elementos traza y en la modificación de los isótopos del agua. Los datos obtenidos confirman la existencia de una circulación dinámica: el agua de mar desciende, reacciona a gran profundidad con las rocas del manto, se sobrecalienta y asciende cargada de energía química y nutrientes, listos para sostener la vida en las chimeneas hidrotermales.

“Nuestros resultados proporcionan la primera evidencia directa de la circulación de fluidos profundos y a alta temperatura a través de litologías gabroicas y ultramáficas bajo el macizo de Atlantis”, explicó el equipo científico. Esta afirmación marca un antes y un después en la comprensión de los sistemas hidrotermales: por primera vez se documenta la conexión entre los procesos geológicos profundos y la biología de la superficie marina.

Implicancias para la vida y la exploración planetaria

El hallazgo no solo responde a un enigma terrestre, sino que también plantea nuevas preguntas sobre la vida en el universo. El campo hidrotermal de Lost City se considera uno de los mejores análogos a los posibles entornos habitables en mundos oceánicos cubiertos de hielo, como Encélado o Europa.

La demostración de que el agua enriquecida con hidrógeno puede formarse por reacciones en la corteza profunda sugiere que esta clase de procesos podría operar en otros planetas y lunas, generando energía suficiente para sostener ecosistemas independientes de la luz solar.

El agua de origen profundo, identificada en este estudio, es una mezcla compleja que revela la huella química de las reacciones con gabro y peridotita, dos tipos de roca que forman parte del manto y la corteza inferior. Si bien las muestras iniciales contenían mezclas con agua de mar y agua dulce usadas en la perforación, la proporción de agua genuina aumentó en los niveles más profundos del pozo.

Los investigadores reconocen la importancia de obtener muestras aún más puras para afinar el conocimiento sobre el equilibrio químico, los mecanismos de reacción y la partición entre los diferentes tipos de roca implicados.

El equipo planea regresar al pozo U1601C para realizar muestreos más precisos, empleando dispositivos herméticos que permitan capturar agua de formación sin contaminación y medir parámetros críticos como el pH, las concentraciones de metales traza y los niveles de gases disueltos, particularmente el hidrógeno. La obtención de estos datos permitirá definir de manera rigurosa cómo se liberan y transportan los nutrientes que alimentan la vida microbiana en la Ciudad Perdida, y cómo estos procesos influyen en la alteración geoquímica del entorno.

El análisis de las concentraciones de solutos según la profundidad muestra tendencias reveladoras: las concentraciones disminuyen desde la composición típica del agua de mar en los primeros cientos de metros, para luego aumentar con la profundidad, reflejando la transición hacia agua genuina de formación.

La sección más profunda del pozo estuvo dominada por agua sin magnesio, alterada por la roca, que se descargaba activamente a través de zonas permeables. Las firmas isotópicas y las concentraciones de gases y elementos traza coinciden con una fuente gabroica a temperaturas mayores a 300 °C. Además, los cambios en los isótopos del agua apuntan a una interacción prolongada con el sustrato ultramáfico.

Este descubrimiento tiene otra consecuencia de alcance global: demuestra que la corteza oceánica profunda no es un entorno estático ni aislado, sino un sistema dinámico en el que el agua de mar puede penetrar, transformarse y luego regresar a la superficie cargada de energía y compuestos esenciales.

El circuito, que implica el descenso, el sobrecalentamiento y el ascenso del agua, constituye una suerte de sistema de tuberías natural, invisible, que sostiene la vida en uno de los ambientes más extremos del planeta.

Los autores del estudio, publicado en la revista Geochemistry, Geophysics, Geosystems, advierten que aún existen limitaciones, principalmente por la mezcla inevitable de aguas durante el proceso de perforación. Sin embargo, los resultados actuales ya permiten visualizar cómo los procesos a gran profundidad sustentan la vida en la superficie, y abren la puerta a investigar con mayor precisión la producción y el consumo de materia orgánica, así como el impacto de estas reacciones en los ciclos geoquímicos y en la evolución de la corteza terrestre.

La exploración de la corteza oceánica profunda y fracturada representa una de las últimas grandes fronteras de la ciencia. El hallazgo de un manantial de agua sobrecalentada bajo el macizo de Atlantis no solo confirma el origen del combustible que alimenta la Ciudad Perdida, sino que también redefine la percepción sobre los límites de la vida en la Tierra y su posible aparición en otros mundos.

La energía química, generada en las entrañas del planeta, se revela como un motor oculto y potente para la diversidad biológica, mucho más allá de la luz del Sol.