Procesos en el subsuelo marino explican concentraciones altas de hidrógeno hidrotermal

En las dorsales oceánicas, donde las placas tectónicas se separan y se forma nueva corteza, los sistemas hidrotermales han sido durante décadas una referencia para entender cómo se genera hidrógeno en el océano profundo. Ese gas sostiene ecosistemas extremos y, en la interpretación dominante, se había vinculado casi siempre a un único proceso geoquímico bien establecido.

El trabajo se centra en el Campo Hidrotermal Jøtul, localizado en la dorsal de Knipovich, frente a la costa de Spitsbergen, en el mar de Noruega. Es un entorno poco común: una dorsal de expansión ultralenta, cubierta por sedimentos del talud continental y situada a unos 3.000 metros de profundidad, donde la presión y la temperatura crean condiciones muy distintas a las de otros campos hidrotermales más conocidos.

En el esquema clásico, el agua de mar se infiltra en el subsuelo, se calienta a más de 400 grados Celsius y vuelve a emerger cargada de compuestos químicos. Las concentraciones elevadas de hidrógeno detectadas en esos fluidos se interpretaban como una señal directa de serpentinización, una reacción entre líquidos calientes y ciertas rocas que también produce metano y otros compuestos que alimentan comunidades microbianas profundas.

Durante una primera expedición en 2022, el equipo logró extraer fluidos hidrotermales con ayuda de un vehículo operado a distancia, pero se encontró con una limitación clave. Al ascender hacia la superficie, los gases disueltos escapaban, lo que impedía medirlos con precisión en laboratorio, de forma similar a lo que ocurre al destapar un recipiente presurizado.

Para superar ese problema, los investigadores regresaron en 2024 con contenedores de muestreo herméticos, capaces de mantener la presión original de los fluidos. Ese cambio técnico permitió analizar con mayor detalle los gases disueltos, las composiciones isotópicas y la interacción química entre los fluidos calientes y el entorno que los rodea bajo el fondo marino.

Los análisis, combinados con modelos termodinámicos, muestran que en un entorno tan profundo las altas presiones y temperaturas modifican los procesos posibles. Los fluidos hidrotermales interactúan intensamente con los sedimentos ricos en materia orgánica, lo que abre un escenario distinto al descrito por el modelo clásico.

Bajo condiciones supercríticas, esa materia orgánica puede descomponerse y liberar hidrógeno directamente en los fluidos hidrotermales, sin que la serpentinización sea la única vía responsable de las concentraciones elevadas detectadas en Jøtul. Este mecanismo añade una explicación adicional para sistemas dominados por sedimentos y sometidos a grandes presiones.

El trabajo no descarta la serpentinización ni cuantifica el peso global de este proceso en el océano, pero sí deja claro que su papel había sido subestimado en ciertos contextos geológicos. Las próximas expediciones previstas en la dorsal de Knipovich buscarán comprobar hasta qué punto este tipo de generación de hidrógeno se repite en otros campos hidrotermales profundos.

Fuente: MARUM