En las profundidades del océano, bajo la superficie, la actividad sísmica es constante. Las placas tectónicas se rozan, las rocas se fracturan y el calor escapa. Durante décadas, se creyó que estos movimientos permanecían confinados en las profundidades, lejos de la luz solar. Sin embargo, esta suposición está siendo desafiada.
Nueva investigación revela que los terremotos submarinos pueden desencadenar una reacción en cadena que culmina en enormes floraciones de vida en la superficie oceánica. Los organismos más pequeños responden, la red trófica se transforma e incluso el equilibrio del carbono del planeta podría verse afectado. Es un recordatorio de que los sistemas terrestres interactúan de maneras que apenas comenzamos a comprender.
Impulsores microscópicos de los océanos
El fitoplancton ocupa un lugar central en esta historia. Estos organismos microscópicos, similares a plantas, flotan en las capas superiores del océano. Sirven de alimento a casi todo, desde pequeños crustáceos hasta ballenas. El fitoplancton también absorbe dióxido de carbono del aire y libera oxígeno. Sin ellos, la vida oceánica tal como la conocemos colapsaría.
Los científicos siempre han sabido que el crecimiento del fitoplancton depende de los nutrientes, la luz y la temperatura. Pero en gran parte del Océano Austral, el hierro es el ingrediente clave, y escasea. Donde aparece el hierro, el fitoplancton lo sigue.
Una floración que los científicos no podían explicar
Hace años, los investigadores notaron una masiva floración de fitoplancton que regresa cada año a la misma área del Océano Austral, cerca de la Antártida. Algunos años se extiende ampliamente y es densa, mientras que otros apenas se observa. Las imágenes satelitales mostraron fluctuaciones tan grandes que no podían ser ignoradas.
“Al analizar las observaciones satelitales de esta floración, hemos visto que se expande hasta alcanzar el tamaño del estado de California o se reduce al tamaño de Delaware”, dijo Casey Schine, autora principal del estudio y asociada postdoctoral en Middlebury College.
“Nuestro estudio demostró finalmente que el factor principal que controla el tamaño de esta floración anual de fitoplancton es la cantidad de actividad sísmica en los meses previos.”
La floración se encuentra sobre una irregular cadena montañosa submarina llamada la Dorsal Antártica Australiana. Esta dorsal es parte de una red global de dorsales oceánicas, lugares donde la corteza terrestre se separa y asciende el magma. Estas áreas albergan fuentes hidrotermales, manantiales calientes submarinos que liberan fluidos ricos en minerales al océano.
En 2019, investigaciones anteriores demostraron que el hierro de estas fuentes puede alimentar las floraciones de fitoplancton. Pero este hallazgo no explicaba por qué la misma floración podía variar tanto de un año a otro.
Los terremotos liberan nutrientes oceánicos
Los terremotos ofrecieron una pista. Cuando la tierra tiembla, puede cambiar el comportamiento de las fuentes hidrotermales. Se abren grietas, se despejan obstrucciones y los fluidos calientes fluyen más rápido, transportando más metales disueltos, incluido el hierro.
“Cuando descartamos los factores más obvios de esta variación, comenzamos a pensar en las fuentes de nutrientes de hierro en sí, las fuentes hidrotermales”, dijo Schine. La idea no fue fácil de defender.
“Casey tuvo la idea de que quizás el número de terremotos cerca de la fuente hidrotermal estaba controlando la liberación de metales traza en las aguas superficiales, lo que podría estimular el crecimiento del fitoplancton”, dijo Kevin Arrigo, autor principal del estudio de la Stanford Doerr School of Sustainability.
“Pensé que era una posibilidad remota, pero le dije que lo intentara. ¡Y resultó que tenía razón!”
Cuando los terremotos alimentan al fitoplancton
Para probar la teoría, el equipo de investigación comparó décadas de datos satelitales con registros de terremotos de estaciones de monitoreo sísmico. Se centraron en terremotos de magnitud 5 o superior.
El patrón fue evidente. Cuando más terremotos golpearon la región en los meses previos al verano del hemisferio sur, la floración de fitoplancton que siguió fue más densa y productiva.
“Este es el primer estudio que documenta una relación directa entre la actividad sísmica en el fondo del océano y el crecimiento del fitoplancton en la superficie”, dijo Arrigo.
Un camino más rápido a la superficie
Uno de los hallazgos más sorprendentes involucró la velocidad. El hierro liberado de las fuentes a casi 6,000 pies de profundidad pareció llegar al fitoplancton en semanas o meses. Esto contradice las suposiciones existentes.
Durante años, muchos científicos creyeron que el hierro hidrotermal tardaba décadas en elevarse y desplazarse miles de kilómetros antes de ser biológicamente útil. Este estudio sugiere que está sucediendo algo mucho más rápido, aunque el proceso exacto aún se está investigando.
Una expedición de investigación en diciembre de 2024 regresó a la Dorsal Antártica Australiana para recopilar más datos. Estas muestras podrían ayudar a explicar cómo los fluidos de las profundidades marinas se mueven hacia arriba tan rápidamente y permanecen lo suficientemente concentrados como para importar.
Efectos en cascada a través de la red trófica
Los cambios en la productividad del fitoplancton no se limitan a pequeñas escalas. Estas floraciones alimentan al krill y a otros animales diminutos. El krill alimenta a peces, pingüinos, focas y ballenas. Una floración más fuerte puede significar un mayor suministro de alimentos.
“Ya sabemos que las floraciones marginales de fitoplancton más allá del hielo marino alrededor del continente Antártico son un importante terreno de alimentación para las ballenas”, dijo Schine. “Por lo tanto, potencialmente hay más en la historia ahora que sospechamos que la actividad sísmica juega un papel en la productividad de la floración”.
El fitoplancton también juega un papel silencioso en el clima. Al extraer dióxido de carbono de la atmósfera, ayuda a regular la cantidad de calor que atrapa el planeta.
Comprender mejor qué controla su crecimiento podría mejorar los modelos que predicen la futura absorción de carbono por parte de los océanos.
Un rompecabezas oceánico mundial
El Océano Austral podría no ser único. Las fuentes hidrotermales existen en todo el mundo, muchas en regiones propensas a terremotos. Si procesos similares impulsan floraciones en otros lugares sigue siendo una pregunta abierta.
“Hay muchos otros lugares en el mundo donde las fuentes hidrotermales liberan metales traza al océano que podrían apoyar un mayor crecimiento del fitoplancton y la absorción de carbono”, dijo Arrigo.
“Desafortunadamente, estos lugares son difíciles de muestrear y se sabe poco sobre su importancia global”.
Lo que está claro es que la vida en la superficie podría depender más de las fuerzas de la Tierra profunda de lo que nadie pensaba. El planeta no mantiene sus secretos separados. A veces, un temblor a millas de profundidad en el lecho marino puede ayudar a que la vida florezca muy por encima de él.
El estudio completo fue publicado en la revista Nature Geoscience.
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