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| El investigador Oliver Warr recogiendo una muestra en Moab Khotsong, Sudáfrica. Crédito: Oliver Warr |
Geólogos han descubierto aguas subterráneas de 1.200 millones de años de antigüedad a unos 3 km de profundidad en Moab Khotsong, una mina productora de oro y uranio en Sudáfrica. Esta antigua agua subterránea está enriquecida con las mayores concentraciones de productos radiogénicos descubiertas hasta ahora en un fluido. El descubrimiento tiene implicaciones más allá de la Tierra, donde en planetas rocosos como Marte, el agua subterránea puede persistir en largas escalas de tiempo a pesar de que las condiciones de la superficie ya no ofrecen una zona habitable.
El uranio y otros elementos radiactivos se encuentran de forma natural en la roca circundante que contiene depósitos de minerales y menas.
Estos elementos aportan nueva información sobre el papel de las aguas subterráneas como generadoras de energía para los grupos de microorganismos quimiolitotróficos, o comedores de rocas, descubiertos anteriormente en el subsuelo profundo de la Tierra.
Cuando elementos como el uranio, el torio y el potasio se descomponen en el subsuelo, las radiaciones alfa, beta y gamma resultantes tienen efectos de onda, desencadenando lo que se denomina reacciones radiogénicas en las rocas y fluidos circundantes.
En Moab Khotsong, una mina de oro y uranio situada en la cuenca de Witwatersrand, dentro del cratón de Kaapvaal (Sudáfrica), el investigador de la Universidad de Toronto Oliver Warr y sus colegas encontraron grandes cantidades de helio, neón, argón y xenón radiogénicos, y un descubrimiento sin precedentes de criptón-86, un trazador nunca visto de esta potente historia de reacciones.
La radiación también rompe las moléculas de agua en un proceso llamado radiólisis, produciendo grandes concentraciones de hidrógeno, una fuente de energía esencial para las comunidades microbianas del subsuelo de la Tierra que no pueden acceder a la energía del sol para la fotosíntesis.
Debido a sus masas extremadamente pequeñas, el helio y el neón tienen un valor único para identificar y cuantificar el potencial de transporte.
Aunque la bajísima porosidad de las rocas cristalinas del subsuelo en las que se encuentran estas aguas significa que las propias aguas subterráneas están en gran medida aisladas y rara vez se mezclan, lo que explica su antigüedad de 1.200 millones de años, la difusión puede tener lugar.
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| El investigador Oliver Warr recogiendo una muestra en Moab Khotsong, Sudáfrica. Crédito: Oliver Warr |
"Los materiales sólidos, como el plástico, el acero inoxidable e incluso la roca sólida, acaban penetrando por la difusión del helio, de forma parecida a como se desinfla un globo lleno de helio", explicó el Dr. Warr.
"Nuestros resultados muestran que la difusión ha proporcionado una vía para que el 75-82% del helio y el neón producidos originalmente por las reacciones radiogénicas sean transportados a través de la corteza suprayacente".
Los autores subrayan que el conocimiento de la cantidad de helio que se difunde desde las profundidades de la Tierra es un paso fundamental, ya que las reservas mundiales de helio se están agotando y la transición hacia recursos más sostenibles está ganando terreno.
"Los seres humanos no son las únicas formas de vida que dependen de los recursos energéticos del subsuelo profundo de la Tierra", dijo el Dr. Warr.
"Dado que las reacciones radiogénicas producen tanto helio como hidrógeno, no sólo podemos conocer los depósitos de helio y su transporte, sino también calcular el flujo de energía de hidrógeno de las profundidades de la Tierra que puede sustentar a los microbios del subsuelo a escala global".
"Estos cálculos son vitales para entender cómo se sostiene la vida subsuperficial en la Tierra, y qué energía podría estar disponible a partir de la energía radiogénica en otros planetas y lunas del Sistema Solar y más allá, informando a las próximas misiones a Marte, Titán, Encélado y Europa."
Fuentes, créditos y referencias:
O. Warr et al. 2022. 86Kr excess and other noble gases identify a billion-year-old radiogenically-enriched groundwater system. Nat Commun 13, 3768; doi: 10.1038/s41467-022-31412-2
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