Acqua a oltre 300°C scoperta sotto l’Atlantico: la Città Perduta

Una scoperta che cambia la comprensione delle profondità oceaniche

Nel cuore dell’Oceano Atlantico, lontano dalla luce del Sole e a migliaia di metri sotto la superficie, gli scienziati hanno individuato un elemento chiave che potrebbe risolvere uno dei più affascinanti enigmi della geologia marina.

A circa 1,3 chilometri sotto il fondale oceanico è stato identificato un serbatoio di acqua surriscaldata, con temperature superiori ai 300 gradi Celsius, che secondo i ricercatori alimenterebbe il celebre campo idrotermale della Città Perduta (Lost City), una delle strutture naturali più straordinarie del pianeta.

La scoperta, pubblicata sulla rivista scientifica Geochemistry, Geophysics, Geosystems, rappresenta un importante passo avanti nella comprensione dei processi che avvengono nelle profondità della Terra e potrebbe avere implicazioni che vanno ben oltre la geologia, coinvolgendo anche la biologia, la chimica e perfino l’astrobiologia.

Cos’è la Città Perduta

La Lost City Hydrothermal Field, scoperta nel 2000 lungo la Dorsale Medio-Atlantica, è uno dei sistemi idrotermali più particolari mai osservati.

A differenza delle classiche sorgenti idrotermali dei fondali oceanici, note per i loro “fumatori neri” alimentati dal magma, la Città Perduta presenta caratteristiche completamente diverse.

Qui si innalzano imponenti torri di carbonato di calcio, alcune alte oltre 60 metri, simili a giganteschi grattacieli sommersi.

Da queste strutture fuoriescono fluidi trasparenti, alcalini e relativamente meno caldi, ricchi di idrogeno e metano, sostanze che costituiscono una preziosa fonte di energia chimica per numerosi microrganismi.

È proprio questa peculiarità ad aver reso Lost City uno degli ecosistemi più studiati dagli scienziati di tutto il mondo.

Un ecosistema che vive senza la luce del Sole

La maggior parte della vita sulla Terra dipende direttamente o indirettamente dalla fotosintesi.

Nelle profondità oceaniche, però, la luce non arriva mai.

La Città Perduta rappresenta uno degli esempi più spettacolari di ecosistema basato sulla chemiosintesi, un processo attraverso il quale alcuni microrganismi ricavano energia dalle reazioni chimiche anziché dalla luce solare.

L’idrogeno e il metano prodotti nel sottosuolo alimentano batteri e archei, che costituiscono la base di una catena alimentare completamente indipendente dal Sole.

Per questo motivo Lost City è considerata un vero laboratorio naturale per comprendere come la vita possa svilupparsi in ambienti estremi.

La perforazione che ha raggiunto il mantello terrestre

Per capire da dove provenisse l’energia che mantiene attivo il sistema idrotermale, un team internazionale ha partecipato alla spedizione IODP 399 (International Ocean Discovery Program).

A bordo della nave scientifica JOIDES Resolution, gli studiosi hanno effettuato una delle perforazioni oceaniche più profonde mai realizzate.

Il pozzo, denominato U1601C, è stato scavato fino a 1.268 metri sotto il fondale marino, nei pressi del Massiccio di Atlantide, una montagna sottomarina situata a circa 800 metri dalla Città Perduta.

L’impresa è particolarmente significativa perché ha consentito di penetrare nelle peridotiti, rocce appartenenti al mantello terrestre, un risultato ottenuto solo in pochissime occasioni nella storia delle esplorazioni oceaniche.

I campioni d’acqua raccontano una storia straordinaria

Una volta completata la perforazione, gli scienziati hanno utilizzato strumenti specializzati per raccogliere campioni d’acqua provenienti da diverse profondità.

Le analisi chimiche hanno restituito risultati sorprendenti.

L’acqua prelevata risultava:

• quasi completamente priva di magnesio;
• estremamente ricca di calcio;
• con elevate concentrazioni di litio e stronzio;
• caratterizzata da livelli di idrogeno fino a 10.000 volte superiori rispetto all’acqua marina superficiale.

Questa particolare composizione rappresenta la firma di un’acqua che ha trascorso molto tempo a contatto con rocce profonde, raggiungendo temperature superiori ai 300 °C prima di risalire lentamente verso la superficie.

Il ruolo della serpentinizzazione

Alla base di tutto c’è un processo geologico noto come serpentinizzazione.

Quando l’acqua marina penetra attraverso le fratture della crosta terrestre e raggiunge le peridotiti, ricche del minerale olivina, si innesca una reazione chimica altamente esotermica.

Ciò significa che la reazione produce calore.

Durante questo processo le rocce si trasformano progressivamente in serpentiniti, liberando grandi quantità di idrogeno molecolare e favorendo anche la formazione di metano.

È proprio questa reazione a fornire l’energia necessaria al sistema della Città Perduta.

A differenza dei campi idrotermali alimentati dal magma, qui il motore non è il vulcanismo, ma la trasformazione chimica delle rocce del mantello.

Perché l’acqua supera i 300 gradi senza evaporare

Uno degli aspetti più sorprendenti della scoperta riguarda la temperatura dell’acqua.

A livello del mare l’acqua bolle a 100 °C, ma nelle profondità oceaniche la situazione cambia completamente.

A migliaia di metri sotto la superficie la pressione è enorme, tanto elevata da impedire all’acqua di trasformarsi in vapore anche quando supera abbondantemente i 300 gradi.

In queste condizioni il fluido rimane liquido, continuando a circolare tra le rocce profonde e alimentando le reazioni geochimiche che sostengono l’intero ecosistema.

Un indizio sull’origine della vita

La Città Perduta è considerata uno degli ambienti più interessanti anche per studiare l’origine della vita sulla Terra.

Molti ricercatori ritengono che sistemi idrotermali simili possano aver rappresentato uno dei luoghi ideali nei quali si sono sviluppate le prime molecole organiche miliardi di anni fa.

La presenza contemporanea di acqua liquida, calore, idrogeno e minerali crea infatti condizioni favorevoli a numerose reazioni chimiche fondamentali per la formazione di composti complessi.

Per questo motivo Lost City continua a essere osservata con enorme interesse dalla comunità scientifica internazionale.

Dalla Terra agli oceani extraterrestri

Le implicazioni della scoperta vanno oltre il nostro pianeta.

Molti corpi del Sistema Solare, come Europa, luna di Giove, ed Encelado, satellite di Saturno, ospitano probabilmente oceani liquidi sotto una crosta di ghiaccio.

Se al loro interno fossero presenti processi simili alla serpentinizzazione, potrebbero prodursi idrogeno e altre sostanze capaci di alimentare forme di vita microbica anche in assenza della luce del Sole.

Per questo motivo la Città Perduta viene spesso considerata un prezioso modello naturale per comprendere quali condizioni possano rendere abitabili altri mondi.

Un laboratorio naturale ancora ricco di misteri

La scoperta del serbatoio di acqua a oltre 300 °C rappresenta un tassello fondamentale nella ricostruzione del funzionamento della Città Perduta, ma lascia ancora aperte numerose domande.

Gli scienziati intendono ora approfondire il modo in cui questi fluidi risalgono attraverso la crosta oceanica, quanto esteso sia il sistema idrotermale e come evolva nel corso del tempo.

Ogni nuova informazione contribuirà a comprendere meglio non solo i processi che modellano il nostro pianeta, ma anche le condizioni che possono favorire la nascita e il mantenimento della vita negli ambienti più estremi conosciuti.