Lecho marino

El lecho marino (también conocido como relieve oceánico, fondo marino, suelo submarino) es el fondo del océano. Todos los suelos del océano se conocen como 'fondos marinos'.

La estructura del lecho marino del océano global está gobernada por la tectónica de placas. La mayor parte del océano es muy profundo, donde el fondo marino se conoce como la llanura abisal. La expansión del fondo marino crea dorsales oceánicas 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 lecho marino se inclina hacia arriba hacia los continentes y se convierte, en orden de profundo a poco profundo, en la elevación, pendiente y 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 lecho marino y las aguas más profundas se conocen colectivamente, como hábitat de criaturas, como el "bentos".

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

Las características del lecho marino se rigen por la física del transporte de sedimentos y por la biología de las criaturas que viven en el lecho marino y en las aguas oceánicas superiores. Físicamente, los sedimentos de los fondos marinos a menudo provienen de la erosión de material en la tierra y de otras fuentes más raras, como la ceniza volcánica. 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 lecho 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 lecho marino como en el agua de arriba. Por ejemplo, el fitoplancton con conchas de silicato o carbonato de calcio crece en abundancia en la parte superior del océano y, cuando mueren, sus conchas se hunden en el lecho marino para convertirse en sedimentos del fondo marino.

Los impactos humanos en el lecho marino son diversos. Ejemplos de efectos humanos en el lecho marino incluyen la exploración, la contaminación plástica y la explotación por operaciones de minería y dragado. Para cartografiar el lecho marino, los barcos utilizan tecnología acústica para cartografiar las profundidades del agua en todo el mundo. Los vehículos sumergibles ayudan a los investigadores a estudiar ecosistemas únicos de los fondos marinos, como los respiraderos hidrotermales. La contaminación por plástico 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 lecho marino. La explotación del lecho marino implica la extracción de minerales valiosos de los depósitos de sulfuro a través de la minería en aguas profundas, así como el dragado de arena de ambientes poco profundos para la construcción y la nutrición de las 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, comenzando por los continentes, comienza generalmente con una plataforma continental, continúa con el talud continental, que es un fuerte descenso hacia el océano, hasta llegar a la llanura abisal, una llanura topográfica, el comienzo 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 sedimentos que caen en cascada por el talud continental.

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

Las crestas de islas volcánicas de puntos calientes son creadas por la actividad volcánica, en erupción periódicamente, a medida que las placas tectónicas pasan sobre un punto caliente. En áreas con actividad volcánica y en las fosas oceánicas hay fumarolas hidrotermales, que liberan agua y productos químicos a alta presión y extremadamente calientes en el agua típicamente congelada a su alrededor.

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 hadal, que incluye las fosas oceánicas, se encuentra entre 6000 y 11 000 metros (20 000 a 36 000 pies) y es la zona oceánica más profunda.

Profundidad bajo el lecho marino

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

• Diferentes fondos marinos en los océanos del mundo
• fondos marinos de grava en Italia
• fondos marinos de arena blanca en México
• fondos marinos de arena en Grecia
• respiraderos hidrotermales

Sedimentos

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

1. Terrígeno (también litógeno ) describe los sedimentos de los continentes erosionados por la lluvia, los ríos y los glaciares, así como los sedimentos arrastrados al océano por el viento, como el polvo y las cenizas volcánicas.
2. El material biogénico es el sedimento formado por las partes duras de las criaturas marinas, principalmente fitoplancton, que se acumulan en el fondo del océano.
3. El sedimento hidrogenado es material que se precipita en el océano cuando cambian las condiciones oceánicas, o material creado en sistemas de fuentes hidrotermales.
4. El sedimento cosmogénico proviene de fuentes extraterrestres.

Terrígeno y biógeno

El sedimento terrígeno es el sedimento más abundante que se encuentra en el fondo marino. Los sedimentos terrígenos proceden 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, lodo y harina glacial. Los sedimentos eólicos son transportados por el viento, como el polvo y la ceniza volcánica.

El sedimento biogénico es el siguiente material más abundante en el lecho marino. Los sedimentos biogénicos son producidos biológicamente por criaturas vivas. Los sedimentos formados por al menos un 30 % de material biogénico 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 lecho marino. Los exudados calcáreos se componen predominantemente de conchas 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 4000 a 5000 metros de profundidad porque a mayor profundidad el calcio se disuelve.De manera similar, los exudados silíceos están dominados por las conchas silíceas de fitoplancton como las diatomeas y zooplancton como los radiolarios. Dependiendo de la productividad de estos organismos planctónicos, el material del caparazón que se acumula cuando estos organismos mueren puede acumularse a un ritmo de 1 mm a 1 cm cada 1000 años.

Hidrógeno y cosmogónico

Los sedimentos hidrogenados son poco comunes. Solo ocurren con cambios en las condiciones oceánicas, como la temperatura y la presión. Más raros aún son los sedimentos cosmogónicos. Los sedimentos hidrogenados se forman a partir de sustancias químicas disueltas que precipitan del agua del océano, o a lo largo de las dorsales oceánicas, pueden formarse por elementos metálicos que se unen a rocas que tienen agua a más de 300 °C circulando a su alrededor. Cuando estos elementos se mezclan con el agua fría del mar, precipitan del 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 los restos de basura espacial como cometas y asteroides, compuestos por silicatos y diversos metales que han impactado en la Tierra.

Clasificación de tamaño

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, canto rodado, guijarro, gránulos, arena, limo y arcilla, y 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 solo 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 en las que el agua no se mueve tan rápido. 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 βένθος ( bénthos ) 'las profundidades (del mar)'), también conocido como benthon, es la comunidad de organismos que viven en, o cerca del fondo de un mar, río, lago o arroyo, también conocida como zona bentónica. Esta comunidad vive en o cerca de ambientes sedimentarios marinos o de agua dulce, desde pozas de marea a lo largo de la playa, hasta la plataforma continental y luego hasta las profundidades abisales.

Muchos organismos adaptados a la presión de las 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 del agua).

Debido a que la luz se absorbe antes de que pueda alcanzar las aguas profundas del océano, la fuente de energía para los ecosistemas bénticos profundos suele ser la materia orgánica de la parte superior de la columna de agua que se desplaza hacia las profundidades. Esta materia muerta y en descomposición sostiene la cadena alimentaria béntica; la mayoría de los organismos en la zona béntica son carroñeros o detritívoros.El término

benthos, acuñado por Haeckel en 1891, proviene del sustantivo griego

βένθος 'profundidad del mar'. Benthos se usa en biología de agua dulce para referirse a organismos en el fondo de cuerpos de agua de agua dulce, como lagos, ríos y arroyos. También hay un sinónimo redundante, benthon.

Topografía

La topografía de los fondos marinos ( topografía oceánica o topografía marina ) se refiere a la forma de la tierra (topografía) cuando interactúa 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, incluida la forma en que interactúan con las corrientes oceánicas y dan forma a ellas, y la forma en que la luz solar disminuye cuando estas formaciones terrestres ocupan profundidades cada vez mayores. Las redes de mareas dependen del equilibrio entre los procesos sedimentarios y la hidrodinámica, sin embargo, las influencias antropogénicas pueden afectar el sistema natural más que cualquier impulsor físico.

Las topografías marinas incluyen accidentes geográficos costeros y oceánicos que van desde estuarios costeros y costas hasta plataformas continentales y arrecifes de coral. Más allá, 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 oceánicas 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 de aproximadamente 1,35 × 10 toneladas métricas, o alrededor de 1/4400 de la masa total de la Tierra. Los océanos cubren un área de 3,618 × 10 km con una profundidad media de 3682 m, lo que da como resultado un volumen estimado de 1,332 × 10 km.

Características

Cada región del lecho marino tiene características típicas, como la composición común de los sedimentos, la topografía típica, la salinidad de las capas de agua que se encuentran sobre ella, la vida marina, la dirección magnética de las rocas y la sedimentación. Algunas características del lecho marino incluyen llanuras abisales planas, dorsales oceánicas, fosas profundas y respiraderos hidrotermales.

La topografía del lecho marino es plana donde las capas de sedimentos cubren las características tectónicas. Por ejemplo, las regiones de llanuras abisales del océano son relativamente planas y están cubiertas por muchas capas de sedimentos. Los sedimentos en estas áreas planas provienen de varias fuentes, que incluyen, entre otras: sedimentos de erosión de la tierra de los ríos, sedimentos precipitados químicamente de fuentes hidrotermales, actividad de microorganismos, corrientes marinas que erosionan el lecho marino y transportan sedimentos a las profundidades del océano y materiales de conchas de fitoplancton.

Donde el lecho marino se está expandiendo activamente y la sedimentación es relativamente ligera, como en el norte y el este del Océano Atlántico, la actividad tectónica original se puede ver claramente como "grietas" o "respiraderos" en línea recta de miles de kilómetros de largo. Estas cadenas montañosas submarinas se conocen como dorsales oceánicas.

Otros ambientes del lecho marino incluyen fumarolas hidrotermales, filtraciones frías y áreas poco profundas. La vida marina es abundante en las profundidades del mar alrededor de los respiraderos hidrotermales. Se han descubierto grandes comunidades de vida marina en aguas profundas alrededor de fumarolas blancas y negras, respiraderos que emiten sustancias químicas tóxicas para los humanos y la mayoría de los vertebrados. Esta vida marina recibe su energía tanto de la diferencia de temperatura extrema (típicamente una caída de 150 grados) como de la quimiosíntesis por bacterias. Las piscinas de salmuera son otra característica del lecho marino, generalmente conectada a filtraciones frías. En áreas poco profundas, el lecho marino puede albergar sedimentos creados por vida marina como corales, peces, algas, cangrejos, plantas marinas y otros organismos.

Impacto humano

Exploración

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

Contaminación plástica

En 2020, los científicos crearon lo que puede ser la primera estimación científica de la cantidad de microplástico que reside actualmente en el fondo marino de la Tierra, después de investigar seis áreas de ~3 km de profundidad ~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. Promediando la masa de microplásticos por cm, estimaron que el lecho marino de la Tierra contiene ~14 millones de toneladas de microplásticos, aproximadamente el doble de la cantidad que estimaron con base en datos de estudios anteriores, a pesar de llamar a ambas estimaciones "conservadoras", ya que se sabe que las áreas costeras contienen mucho más. contaminación por microplásticos. Estas estimaciones son aproximadamente una o dos veces la cantidad de plástico que se cree, según Jambeck et al., 2015, que actualmente ingresa a los océanos anualmente.

Explotación

La minería en aguas profundas es un subcampo creciente de la minería experimental de los fondos marinos que implica la recuperación de minerales y depósitos del fondo del océano que se encuentran a profundidades de 200 metros o más. A partir de 2021, la mayoría de los esfuerzos de minería marina se limitarán solo a aguas costeras poco profundas, donde la arena, el estaño y los diamantes son más accesibles. Hay tres tipos de minería de aguas profundas que han generado gran interés: la minería de nódulos polimetálicos, la minería de sulfuros polimetálicos y la minería de costras de ferromanganeso ricas en cobalto. La mayoría de los sitios de minería en aguas profundas propuestos están cerca de nódulos polimetálicos o respiraderos hidrotermales activos y extintos a 1400 a 3700 metros (4600 a 12 100 pies) por debajo de la superficie del océano.Los respiraderos crean depósitos de sulfuro globulares o masivos, que contienen metales valiosos como plata, oro, cobre, manganeso, cobalto y zinc. Los depósitos se extraen utilizando bombas hidráulicas o sistemas de cangilones que llevan el mineral a la superficie para su procesamiento.

Los minerales marinos incluyen minerales dragados en el mar y del fondo del mar. Los minerales dragados en el mar normalmente se extraen mediante operaciones de dragado dentro de las zonas costeras, hasta profundidades máximas del mar de unos 200 m. Los minerales que normalmente se extraen de estas profundidades incluyen arena, limo y lodo para fines de construcción, arenas ricas en minerales como la ilmenita y los diamantes.

Al igual que con todas las operaciones mineras, la minería en aguas profundas plantea interrogantes sobre su posible impacto ambiental. Existe un debate cada vez mayor sobre si se debe permitir o no la minería en aguas profundas. Los grupos de defensa ambiental como Greenpeace y Deep Sea Mining Campaign han argumentado que la minería de los fondos marinos no debería permitirse en la mayoría de los océanos del mundo debido al daño potencial a los ecosistemas de aguas profundas y la contaminación por columnas cargadas de metales pesados. Destacados activistas ambientales y líderes estatales también han pedido moratorias o prohibiciones totales debido al potencial de impactos ambientales devastadores. Algunos argumentan que debería haber una prohibición total de la minería en los fondos marinos.Algunas campañas contra la minería de los fondos marinos han obtenido el apoyo de grandes industrias, como algunos de los gigantes tecnológicos y las grandes compañías automotrices. Sin embargo, estas mismas empresas dependerán cada vez más de los metales que pueden proporcionar los minerales del lecho marino. Algunos científicos argumentan que la minería de los fondos marinos no debería seguir adelante, ya que sabemos una cantidad relativamente pequeña sobre la biodiversidad del medio ambiente del océano profundo. Los países individuales con depósitos significativos de minerales de los fondos marinos dentro de sus grandes ZEE están tomando sus propias decisiones con respecto a la minería de los fondos marinos, explorando formas de emprender la minería de los fondos marinos sin causar demasiado daño al medio ambiente oceánico profundo, o decidiendo no desarrollar minas en los fondos marinos.A partir de 2021 no hubo minería comercial de minerales de los fondos marinos. Sin embargo, la Autoridad Internacional de los Fondos Marinos ha otorgado numerosas licencias de exploración a empresas mineras que operan, por ejemplo, dentro de la Zona Clarion Clipperton.Existe el potencial para la minería en una variedad de escalas dentro de los océanos, desde pequeñas hasta muy grandes. Las tecnologías involucradas en la extracción de minerales de los fondos marinos serían altamente tecnológicas e involucrarían una gama de máquinas de minería robóticas, así como barcos de superficie y refinerías de metales en lugares en tierra. Una visión para el mundo posterior a los combustibles fósiles se basará en parques eólicos, energía solar, automóviles eléctricos y tecnologías de baterías mejoradas: estos utilizan un alto volumen y una amplia gama de productos metálicos, incluidos metales 'verdes' o 'críticos', muchos de los cuales son en un suministro relativamente escaso. La minería de los fondos marinos podría proporcionar una solución a corto plazo para el suministro de muchos de estos metales, aunque solo sirve para empeorar los problemas fundamentales que plantea la extracción.

En el arte y la cultura

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

Sobre y bajo el lecho marino hay sitios arqueológicos de interés histórico, como naufragios y pueblos hundidos. 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.