Fondo del mar

El fondo marino (también conocido como fondo marino, fondo marino, fondo oceánico y fondo del océano) es el fondo del océano. Todos los fondos del océano se conocen como 'fondos marinos'.

La estructura del fondo marino del océano global se rige por la tectónica de placas. La mayor parte del océano es muy profundo, donde el fondo marino se conoce como llanura abisal. La expansión del fondo marino crea dorsales en medio del océano a lo largo de la línea central de las principales cuencas oceánicas, donde el fondo marino es ligeramente menos profundo que la llanura abisal circundante. Desde la llanura abisal, el fondo marino desciende hacia los continentes y se convierte, en orden de profundo a superficial, en la elevación, el talud y la plataforma continental. La profundidad dentro del propio fondo marino, como la profundidad a través de un núcleo de sedimento, se conoce como "profundidad debajo del fondo marino". El entorno ecológico del fondo marino y las aguas más profundas se conoce colectivamente, como hábitat de criaturas, como "bentos".

La mayor parte del fondo marino de los océanos del mundo está cubierta por capas de sedimentos marinos. Categorizados por el origen o la composición de los materiales, estos sedimentos se clasifican en: terrestres (terrígenos), de organismos biológicos (biógenos), de reacciones químicas (hidrógenos) y del espacio (cosmogénicos). Categorizados por tamaño, estos sedimentos varían desde partículas muy pequeñas llamadas arcillas y limos, conocidos como lodo, hasta partículas más grandes, desde arena hasta cantos rodados.

Las características del fondo marino se rigen por la física del transporte de sedimentos y por la biología de las criaturas que viven en el fondo marino y en las aguas del océano. Físicamente, los sedimentos del fondo marino a menudo provienen de la erosión de material terrestre y de otras fuentes más raras, como las cenizas volcánicas. Las corrientes marinas transportan sedimentos, especialmente en aguas poco profundas donde la energía de las mareas y las olas provocan la resuspensión de los sedimentos del fondo marino. Biológicamente, los microorganismos que viven dentro de los sedimentos del fondo marino cambian la química del fondo marino. Los organismos marinos crean sedimentos, tanto dentro del fondo marino como en el agua. Por ejemplo, el fitoplancton con conchas de silicato o carbonato de calcio crece en abundancia en la parte superior del océano y, cuando muere, sus conchas se hunden en el fondo marino para convertirse en sedimentos.

Los impactos humanos en el fondo marino son diversos. Ejemplos de efectos humanos en el fondo marino incluyen la exploración, la contaminación plástica y la explotación mediante operaciones de minería y dragado. Para mapear el fondo marino, los barcos utilizan tecnología acústica para mapear las profundidades del agua en todo el mundo. Los vehículos sumergibles ayudan a los investigadores a estudiar ecosistemas únicos del fondo marino, como las fuentes hidrotermales. La contaminación plástica es un fenómeno global y, debido a que el océano es el destino final de las vías fluviales globales, gran parte del plástico del mundo termina en el océano y parte se hunde en el fondo marino. La explotación del fondo marino implica la extracción de minerales valiosos de depósitos de sulfuro mediante la minería en aguas profundas, así como el dragado de arena de entornos poco profundos para la construcción y el abastecimiento de playas.

Estructura

La mayoría de los océanos tienen una estructura común, creada por fenómenos físicos comunes, principalmente por movimientos tectónicos, y sedimentos de diversas fuentes. La estructura de los océanos, empezando por los continentes, comienza normalmente con una plataforma continental, continúa hasta el talud continental -que es un fuerte descenso hacia el océano, hasta llegar a la llanura abisal-, una llanura topográfica, el inicio del fondo marino, y su área principal. El límite entre el talud continental y la llanura abisal suele tener un descenso más gradual, y se denomina ascenso continental, que es causado por los sedimentos que caen en cascada por el talud continental.

La dorsal oceánica, como su nombre lo indica, es una elevación montañosa que atraviesa el medio de todos los océanos, entre los continentes. Normalmente, una grieta corre a lo largo del borde de esta cresta. A lo largo de los bordes de las placas tectónicas hay fosas oceánicas típicas: valles profundos, creados por el movimiento de circulación del manto desde la cresta montañosa en medio del océano hasta la fosa oceánica.

Las crestas de la isla volcánica Hotspot son creadas por la actividad volcánica, erupción periódica, ya que las placas tectónicas pasan sobre un punto caliente. En áreas con actividad volcánica y en las trincheras oceánicas hay ventilaciones hidrotermales, liberando alta presión y agua extremadamente caliente y químicos en el agua típicamente congelada alrededor de ella.

El agua de los océanos profundos se divide en capas o zonas, cada una con características típicas de salinidad, presión, temperatura y vida marina, según su profundidad. A lo largo de la parte superior de la llanura abisal se encuentra la zona abisal, cuyo límite inferior se encuentra a unos 6.000 m (20.000 pies). La zona abisal, que incluye las fosas oceánicas, se encuentra entre 6.000 y 11.000 metros (20.000 a 36.000 pies) y es la zona oceánica más profunda.

Profundidad por debajo del fondo marino

La profundidad debajo del fondo marino es una coordenada vertical utilizada en geología, paleontología, oceanografía y petrología (ver perforación oceánica). El acrónimo "mbsf" (que significa "metros bajo el fondo marino") es una convención común utilizada para profundidades debajo del fondo marino.

• Diferentes fondos marinos en los océanos del mundo
• 
  lecho de grava en Italia
• 
  fondo de mar de arena blanca en México
• 
  fondos marinos en Grecia
• 
  ventos hidrotermales

Sedimentos

Los sedimentos en el fondo marino varían en origen, desde materiales de tierra erosionados transportados al océano por ríos o flujo de viento, desechos y descomposiciones de criaturas marinas, y precipitación de productos químicos dentro del agua de mar en sí, incluidos algunos del espacio exterior. Hay cuatro tipos básicos de sedimentos del fondo del mar:

1. Terrigenous (también litógeno) describe el sedimento de los continentes erosionados por la lluvia, los ríos y los glaciares, así como sedimentos volados en el océano por el viento, como polvo y ceniza volcánica.
2. Biogeno material es el sedimento formado por las partes duras de las criaturas marinas, principalmente fitoplancton, que se acumulan en el fondo del océano.
3. Hidrogeno El sedimento es material que precipita en el océano cuando las condiciones oceánicas cambian, o material creado en sistemas de ventilación hidrotermal.
4. Cosmogenous El sedimento proviene de fuentes extraterrestres.

Terrigenas y biógenas

El sedimento terrígeno es el sedimento más abundante que se encuentra en el fondo marino. Los sedimentos territoriales provienen de los continentes. Estos materiales son erosionados de los continentes y transportados por el viento y el agua al océano. Los sedimentos fluviales son transportados desde la tierra por ríos y glaciares, como arcilla, limo, barro y harina glacial. Los sedimentos eólicos, como el polvo y las cenizas volcánicas, son transportados por el viento.

Los sedimentos biógenos son el siguiente material más abundante en el fondo marino. Los sedimentos biógenos son producidos biológicamente por seres vivos. Los sedimentos formados por al menos un 30% de material biógeno se denominan "exudados". Hay dos tipos de lodos: lodos calcáreos y lodos silíceos. El plancton crece en las aguas del océano y crea los materiales que se convierten en exudados en el fondo marino. Los exudados calcáreos están compuestos predominantemente de cáscaras de calcio que se encuentran en el fitoplancton, como los cocolitóforos, y en el zooplancton, como los foraminíferos. Estos exudados calcáreos nunca se encuentran a más de 4.000 o 5.000 metros de profundidad, porque a mayores profundidades el calcio se disuelve. De manera similar, los exudados silíceos están dominados por las capas silíceas de fitoplancton como las diatomeas y zooplancton como los radiolarios. Dependiendo de la productividad de estos organismos planctónicos, el material de la concha que se acumula cuando estos organismos mueren puede acumularse a un ritmo de entre 1 mm y 1 cm cada 1000 años.

Hidrógeno y cosmógeno

Los sedimentos hidrogenados son poco comunes. Sólo ocurren con cambios en las condiciones oceánicas como la temperatura y la presión. Más raros aún son los sedimentos cosmogénicos. Los sedimentos hidrogenados se forman a partir de sustancias químicas disueltas que precipitan en el agua del océano o, a lo largo de las dorsales oceánicas, pueden formarse mediante la unión de elementos metálicos a rocas que tienen agua a más de 300 °C circulando a su alrededor. Cuando estos elementos se mezclan con el agua de mar fría, precipitan en el agua de enfriamiento. Conocidos como nódulos de manganeso, están compuestos por capas de diferentes metales como manganeso, hierro, níquel, cobalto y cobre, y siempre se encuentran en la superficie del fondo del océano.

Los sedimentos cosmogénicos son restos de desechos espaciales como cometas y asteroides, compuestos por silicatos y diversos metales que han impactado contra la Tierra.

Clasificación de tallas

Otra forma en que se describen los sedimentos es a través de su clasificación descriptiva. Estos sedimentos varían en tamaño, desde 1/4096 mm hasta más de 256 mm. Los diferentes tipos son: canto rodado, guijarro, guijarro, gránulo, arena, limo y arcilla, cada tipo se vuelve más fino en grano. El tamaño de grano indica el tipo de sedimento y el ambiente en el que se creó. Los granos más grandes se hunden más rápido y sólo pueden ser empujados por agua que fluye rápidamente (entorno de alta energía), mientras que los granos pequeños se hunden muy lentamente y pueden quedar suspendidos por un ligero movimiento del agua, acumulándose en condiciones donde el agua no se mueve tan rápidamente. Esto significa que los granos de sedimento más grandes pueden unirse en condiciones de mayor energía y los granos más pequeños en condiciones de menor energía.

Bentos

Benthos (del griego antiguo) β Conceptoνθος ()bénthos)'las profundidades [del mar]'), también conocido como benthon, es la comunidad de organismos que viven en, en, o cerca de la parte inferior de un mar, río, lago, o arroyo, también conocido como la zona bentónica. Esta comunidad vive en entornos sedimentarios marinos o de agua dulce, desde piscinas de marea a lo largo de la orilla, hacia la plataforma continental y luego hacia las profundidades abisales.

Muchos organismos adaptados a la presión de aguas profundas no pueden sobrevivir en las partes superiores de la columna de agua. La diferencia de presión puede ser muy significativa (aproximadamente una atmósfera por cada 10 metros de profundidad de agua).

Debido a que la luz es absorbida antes de que pueda llegar al agua profunda del océano, la fuente de energía para los ecosistemas bentónicos profundos es a menudo materia orgánica desde arriba en la columna de agua que se desvía hacia abajo hasta las profundidades. Esta materia muerta y decaída sostiene la cadena alimentaria bentónica; la mayoría de los organismos de la zona bentónica son escavengers o detritivores.

El término benthos, acuñado por Haeckel en 1891, viene del sustantivo griego β Conceptoνθος En profundidad del mar. Benthos se utiliza en la biología de agua dulce para referirse a organismos en la parte inferior de los cuerpos de agua dulce, como lagos, ríos y arroyos. También hay un sinónimo redundante, Benton.

Topografía

Topografía de los fondos marinos ()topografía oceánica o topografía marina) se refiere a la forma de la tierra (topografía) cuando se conecta con el océano. Estas formas son obvias a lo largo de las costas, pero también ocurren de manera significativa bajo el agua. La eficacia de los hábitats marinos se define parcialmente por estas formas, incluyendo la forma en que interactúan con las corrientes oceánicas y la forma en que la luz solar disminuye cuando estas formas terrestres ocupan profundidades crecientes. Las redes de marea dependen del equilibrio entre los procesos sedimentarios y la hidrodinámica, sin embargo, las influencias antropógenas pueden afectar al sistema natural más que cualquier conductor físico.

Las topografías marinas incluyen accidentes geográficos costeros y oceánicos que van desde estuarios y líneas costeras hasta plataformas continentales y arrecifes de coral. Más lejos, en mar abierto, incluyen características submarinas y de aguas profundas, como elevaciones oceánicas y montes submarinos. La superficie sumergida tiene características montañosas, incluido un sistema de dorsales en medio del océano que se extiende por todo el mundo, así como volcanes submarinos, fosas oceánicas, cañones submarinos, mesetas oceánicas y llanuras abisales.

La masa de los océanos es aproximadamente 1,35×10¹⁸ toneladas métricas, o aproximadamente 1/4400 de la masa total de la Tierra. Los océanos cubren un área de 3,618×10 ⁸ km² con una profundidad media de 3.682 m, lo que da como resultado un volumen estimado de 1.332 ×10⁹ km^3.

Características

Cada región del fondo marino tiene características típicas como la composición común de sedimentos, topografía típica, salinidad de capas de agua sobre ella, vida marina, dirección magnética de rocas y sedimentación. Algunas características del fondo marino incluyen llanuras abisales planas, crestas de medio océano, trincheras profundas y ventas hidrotermales.

La topografía de los fondos marinos es plana donde las capas de sedimentos cubren las características tectónicas. Por ejemplo, las regiones abisales del océano son relativamente planas y están cubiertas en muchas capas de sedimentos. Los sedimentos en estas zonas planas proceden de diversas fuentes, entre ellas, pero no se limitan a: sedimentos de erosión de la tierra procedentes de ríos, sedimentos precipitados químicamente procedentes de ventos hidrotermales, actividad microorganismo, corrientes marinas que erosionan los fondos marinos y transportan sedimentos al océano más profundo, y materiales de conchas de fitoplancton.

Cuando el fondo marino se está propagando activamente y la sedimentación es relativamente ligera, como en el Océano Atlántico norte y oriental, la actividad tectónica original puede verse claramente como "grietas" rectas o "ventos" de miles de kilómetros de longitud. Estas cordilleras submarinas se conocen como crestas de medio océano.

Otros ambientes de los fondos marinos son los respiraderos hidrotermales, los visores fríos y las zonas poco profundas. La vida marina es abundante en el mar profundo alrededor de los respiraderos hidrotermales. Grandes comunidades marinas profundas de la vida marina han sido descubiertas alrededor de fumadores blancos y negros, ventilaciones que emiten productos químicos tóxicos para humanos y la mayoría de los vertebrados. Esta vida marina recibe su energía tanto desde la diferencia de temperatura extrema (normalmente una gota de 150 grados) como desde la quimiosíntesis por bacterias. Los estanques son otra característica de los fondos marinos, generalmente conectada a los visores fríos. En zonas poco profundas, el fondo marino puede albergar sedimentos creados por la vida marina como corales, peces, algas, cangrejos, plantas marinas y otros organismos.

Impacto humano

Exploración

El fondo marino ha sido explorado por sumergibles como el Alvin y, en cierta medida, por buzos con equipos especiales. Los respiraderos hidrotermales fueron descubiertos por investigadores mediante una plataforma de cámaras submarinas en 1977. En los últimos años, las mediciones satelitales de la topografía de la superficie del océano muestran mapas muy claros del fondo marino, y estos mapas derivados de satélites se utilizan ampliamente en el estudio y exploración del fondo del océano.

Contaminación por plástico

En 2020, los científicos crearon lo que podría ser la primera estimación científica de cuánto microplástico reside actualmente en el fondo marino de la Tierra, después de investigar seis áreas de ~3 km de profundidad y ~300 km de la costa australiana. Descubrieron que los recuentos de microplásticos, altamente variables, eran proporcionales al plástico en la superficie y al ángulo de la pendiente del fondo marino. Al promediar la masa de microplástico por cm³, estimaron que el fondo marino de la Tierra contiene ~14 millones de toneladas de microplástico (aproximadamente el doble de la cantidad que estimaron basándose en datos de estudios anteriores) a pesar de calificar ambas estimaciones como "conservador" ya que se sabe que las zonas costeras contienen mucha más contaminación por microplásticos. Estas estimaciones representan entre una y dos veces la cantidad de plástico que se cree que (según Jambeck et al., 2015) ingresa actualmente a los océanos anualmente.

Explotación

La extracción de minerales del fondo marino se encuentra a 200 metros de profundidad (660 pies) a 6.500 metros (21.300 pies). A partir de 2021, la mayoría de las actividades mineras marinas se limitaron a aguas costeras poco profundas, donde la arena, la estaño y los diamantes son más fácilmente accesibles. Es un subcampo creciente de la minería experimental de los fondos marinos. Tres tipos de minería marina profunda han generado interés: extracción de nódulos polimetálicos, extracción de sulfuros polimetálicos y costras ferromanganesas ricas en cobalto. La mayoría de los sitios propuestos para la minería de mares profundos están cerca de nódulos polimetálicos o de ventos hidrotermales activos y extinguidos a 1.400 a 3.700 metros (4.600 a 12.100 pies) de profundidad. Los ventos crean depósitos de sulfuro globulares o "masivos" que contienen metales valiosos como plata, oro, cobre, manganeso, cobalto y zinc. Los depósitos se miden utilizando bombas hidráulicas o sistemas de cubo que llevan mineral a la superficie para su procesamiento.

Los minerales marinos incluyen minerales de dragado y fondos marinos. Los minerales dragados por mar se extraen normalmente mediante operaciones de dragado dentro de las zonas costeras, a una profundidad de unos 200 m. Los minerales normalmente extraídos de estas profundidades incluyen arena, silencia y barro para fines de construcción, arenas ricas minerales como el imenita y los diamantes.

Se discute el impacto ambiental de la minería marina profunda. Grupos de promoción ambiental, como Greenpeace y la Campaña de Minería del Mar Profundo, han argumentado contra la minería de los fondos marinos debido al potencial de daño a los ecosistemas marinos profundos y a la contaminación por las ciruelas de metal pesado. Activistas ambientales y líderes estatales han pedido moratorias o prohibiciones permanentes. Las campañas mineras antisabidas han ganado el apoyo de la industria, entre ellas algunas que dependen cada vez más de los metales que esa minería puede proporcionar. Los países con depósitos significativos de minerales de los fondos marinos dentro de sus grandes zonas económicas exclusivas (EEZ) están tomando sus propias decisiones relativas a la minería marina profunda, explorando cómo reducir al mínimo los daños ambientales o decidiendo no proceder. Algunas empresas están tratando de construir equipos de minería marina que preserven hábitats marinos.

A partir de 2022 no se estaba llevando a cabo la minería de mar profunda comercial. Sin embargo, la Autoridad Internacional de los Fondos Marinos concedió 19 licencias de exploración para nódulos polimetálicos dentro de la Zona Clarion Clipperton. En 2022 la Autoridad de Minerales de los Fondos Marinos de las Islas Cook (SBMA) concedió 3 licencias de exploración para nódulos polimetálicos dentro de su EEZ.

En algún momento, la minería podría proceder a una serie de escalas dentro de los océanos. Las tecnologías conexas podrían incluir máquinas de extracción robótica, así como buques de superficie y refinerías de metales terrestres.

Las granjas eólicas, la energía solar, los coches eléctricos y las tecnologías de baterías mejoradas utilizan un alto volumen y una amplia gama de metales incluyendo metales “verdos” o “críticos”, muchos de los cuales están en relativamente corto suministro. La minería de los fondos marinos podría proporcionar muchos de estos metales.

En arte y cultura

Algunas canciones infantiles de juego incluyen elementos como "Hay un agujero en el fondo del mar", o "Un marinero se hizo a la mar... pero todas lo que podía ver era el fondo del mar azul profundo".

Sobre y debajo del fondo marino se encuentran sitios arqueológicos de interés histórico, como naufragios y ciudades hundidas. Este patrimonio cultural subacuático está protegido por la Convención de la UNESCO sobre la Protección del Patrimonio Cultural Subacuático. La convención tiene como objetivo prevenir el saqueo y la destrucción o pérdida de información histórica y cultural proporcionando un marco legal internacional.