Las comunidades microbianas que conforman la "biosfera profunda", ubicada en las entrañas de la Tierra, se "alimentan" de materia orgánica disuelta (DOM) proveniente de filtraciones que llegan desde la superficie terrestre. Los científicos lo verificaron al estudiar la "biosfera profunda" en un extenso sistema de túneles cerca de Oskarshamn, Suecia, que alcanza casi 500 metros de profundidad, y que en algunos lugares incluso se extiende por debajo del mar Báltico.

Una investigación realizada en el Instituto Leibniz para la Investigación del Mar Báltico (IOW), en Alemania, ha logrado obtener detalles desconocidos sobre el mecanismo que permite el mantenimiento de la denominada "biosfera profunda", un conjunto de comunidades de organismos microbianos que se desarrollan bajo la Tierra, a grandes profundidades. Las conclusiones de los científicos conforman un nuevo estudio, publicado recientemente en la revista Nature Communications.

Según los científicos, liderados por Helena Osterholz, por debajo de la biosfera superficial que conocemos, donde el ciclo de la vida es impulsado principalmente por la fotosíntesis, existe una "biosfera profunda", que se extiende varios kilómetros hacia la litosfera. Contiene aproximadamente una cuarta parte de la biomasa microbiana total de la Tierra y, por lo tanto, es especialmente relevante para el ciclo global del carbono.

Relaciones constantes con la superficie

A través de aguas subterráneas profundas, esta biosfera entra en contacto con un amplio espectro de materia orgánica disuelta (DOM). El mismo representa teóricamente una importante fuente de alimento para los microorganismos. Sin embargo, poco se sabe sobre el papel que juegan la composición y la distribución de estas sustancias en la nutrición de la biosfera terrestre profunda: ¿cuál es su verdadera contribución, para lograr que la vida persevere en aguas subterráneas típicamente agotadas de nutrientes y energía?

De acuerdo a una nota de prensa, los investigadores analizaron la biosfera profunda que se desarrolla por un extenso sistema de túneles cerca de Oskarshamn, Suecia, que alcanza casi 500 metros de profundidad, y que incluso en algunos lugares ha crecido por debajo del mar Báltico. Concluyeron que las aguas de fracturas profundas del lecho rocoso llevaban materia orgánica disuelta (DOM) con una fuerte firma terrígena, o sea con elementos que proceden de tierra firme, desde la superficie. 

Al mismo tiempo, detectaron en esas aguas múltiples contribuciones variables de procesos abióticos y bióticos. La eliminación de carbono fácilmente degradable en la transición de agua superficial a subterránea, y los correspondientes procesos de ensamblaje de la comunidad microbiana, parecen tener como resultado firmas de DOM claramente enriquecida con respecto a lo que podría esperarse en estructuras profundas, haciendo evidente así su aporte para la supervivencia de estos microorganismos subterráneos. 

Filtraciones de carbono

La presencia de carbono-13 en la materia orgánica disuelta indicó una producción microbiana reciente en el agua subterránea salina más antigua: el estudio reveló la persistencia de carbono de origen terrestre en aguas subterráneas continentales profundas, severamente limitadas en energía, pero que sustentan la vida microbiana por debajo de la superficie. 

Los investigadores hallaron las firmas químicas superficiales en todas las aguas subterráneas analizadas, desde las más recientes influenciadas por el Mar Báltico hasta aguas de fracturas salinas antiguas, que se han almacenado en el lecho rocoso durante más de 100.000 años. Todo indica que en el camino desde la superficie hasta el agua subterránea, los compuestos de carbono se descomponen en el DOM y se degradan, dejando un “depósito” de materia orgánica, que se preserva en condiciones muy diferentes y permite la proliferación de las comunidades microbianas.

Referencia

Terrigenous dissolved organic matter persists in the energy-limited deep groundwaters of the Fennoscandian Shield. Helena Osterholz et al. Nature Communications (2022). DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-022-32457-z