Descoberta nova fonte hidrotermal de baixa profundidade ao largo do Faial

Julho 24, 2010

Cientistas do Departamento de Oceanografia e Pescas (DOP) da Universidade dos Açores descobriram há dias uma nova fonte hidrotermal de pequena profundidade, apenas a 500 metros da costa da ilha do Faial.

 A descoberta foi feita ocasionalmente por um mergulhador do DOP, que detectou uma zona de libertação de gases entre 30 e 40 metros de profundidade, a sul da Ponta da Espalamaca, um morro sobranceiro à cidade da Horta, no Faial.

via Descoberta nova fonte hidrotermal de baixa profundidade ao largo do Faial.


Mina de S. Domingos

Novembro 1, 2009

A mina de S. Domingos constitui uma das explorações mineiras portuguesas de maior interesse fruto da actividade extractiva aqui desenvolvida entre 1857 e 1966. A mina localiza-se no
concelho de Mértola e no sector norte da Faixa Piritosa Ibérica (FPI), próximo da fronteira lusoespanhola. O jazigo de S. Domingos é um depósito de sulfuretos maciços polimetálicos vulcanogénico subaflorante subvertical que foi explorado a céu aberto até cerca de 120m de profundidade e até 420m através de galerias e poços. Os teores médios eram de 1,25% de cobre, 2-3% de zinco e 45-48% de enxofre. Para além da pirite, encontram-se ainda outros minerais como a esfalerite, a calcopirite, a galena, a arsenopirite e sulfossais. A FPI inclui-se na Zona Sul Portuguesa e abrange um território do SW peninsular entre o Baixo Alentejo, o norte do Algarve e a Andaluzia.

A presença de cerca de 90 jazigos de pirite associados ao Complexo Vulcano Sedimentar, de idade Fameniano Sup.-Viseano Sup.,confere-lhe um estatuto de província metalogenética de classe mundial e de região mineira europeia, destacando-se neste contexto a mina de Neves Corvo em exploração, com teores excepcionais de Cu, Sn e Zn. Associado aos jazigos de sulfuretos maciços e de Mn da FPI identifica-se um metamorfismo hidrotermal (precoce em relação ao metamorfismo regional), resultante da circulação convectiva de água do mar através das rochas vulcânicas que sofreram elevada lixiviação e grande troca iónica.

As fontes hidrotermais são constituídas por chaminés que se encontram na zona de separação de placas tectónicas, onde circula a água. O fundo oceânico possui numerosas fissuras, através das quais as águas entram em contacto com rochas quentes, formadas recentemente a partir de magmas. As rochas de temperatura mais elevada localizam-se essencialmente ao longo dos riftes oceânicos, que são cadeias montanhosas submari­nas onde se geram continuamente as rochas do fundo do mar.

 

A água desce através das fissuras e atinge temperaturas muito elevadas. Aquecida, sobe e arrasta consigo vários metais das rochas circundantes, formando nascentes ou fontes. Quando emerge no fundo do oceano, o fluído é rico em metais e em torno da abertura deposita um resíduo sólido que forma uma autêntica chaminé. Esta chaminé fumega sem parar, a temperaturas que alcançam os 360 °C, e mantém-se activa durante dezenas de anos, criando condições para o desenvolvimento de um estranho ecossistema. A biomassa aí encontrada é 10 mil a 100 mil vezes superior à dos outros povoamentos existentes à mesma profundidade. É um autêntico oásis de vida, vida esta muito diferente da que se julgava possível.

Nas zonas hidrotermais profundas foram descobertas quase 400 espécies desconheci­das. Na base da cadeia alimentar aparecem bactérias que obtêm a sua energia vital a partir da oxidação de sulfuretos, presentes nos fluidos que emergem das chaminés submarinas. Alimen­tando-se destas bactérias, aparecem vermes e moluscos bivalves gigantescos, com 26 centíme­tros de comprimento. Estranhas espécies de caranguejos e de camarões e outros animais mais complexos surgem no fim da cadeia alimentar.

Um facto curioso é que a maioria das espécies aí existentes apenas sobrevive nesses ambientes, o que levanta muitas questões ainda sem res­posta. Como terá aparecido a Vida nesses locais, à primeira vista tão inóspitos?

Outras regiões submarinas que actualmente são alvo de grande investimento e es­tudo são as zonas de exsudações frias. Nestas zonas, onde em 1997 foram encontrados vermes, acumula-se metano sob a forma de hidrates. Já em 1984, o geólogo Charles Paull, do Monterey Bay Aquarium Research Institute (E.U.A.), descobrira um outro tipo de am­biente extremo nos fundos oceânicos da Califórnia, capaz de fornecer nutrientes para uma vida quimiossintética. Estes ambientes são fontes de metano, onde são libertados fluidos frios com elevadas concentrações de metano e sulfuretos através de camadas de sedimentos no fundo dos oceanos.

As fontes de metano ocorrem nas margens activas e passivas dos continentes, a profundidades entre os 400 e os 8000 metros. Como nas fontes hidrotermais, as comunidades biológicas das fontes de metano são suportadas por bactérias quimiossin-téticas, isto é, bactérias que usam energia química em vez da energia solar requerida pelos seres fotossintéticos. Estas bactérias são encontradas na sua forma livre e em associações simbióticas com invertebrados como vermes tubulares, mexilhões e amêijoas.

A procura de vida em locais que no passado ninguém se atrevia a fazê-lo passou a ter fundamento e a maior credibilidade e, mais do que isso, a interessar inúmeros laborató­rios e empresas em desenvolverem programas de investigação neste domínio. Com efeito, o conhecimento dos mecanismos metabólicos e dos materiais químicos que permitem aos seres extremófilos resistir às condições adversas em que proliferam abre um sem número de vias com elevado valor económico no campo da biotecnologia médica, da biotecnolo­gia alimentar e doutros domínios da actividade económica. Ao mesmo tempo, os resulta­dos dos estudos realizados ao abrigo destes programas vão fornecendo informação valiosa acerca da origem da Vida na Terra, e das suas estratégias adaptativas aos ambientes onde ela prosperou, já que a capacidade de adaptação a alterações ambientais é uma das carac­terísticas mais impressionantes da Vida no nosso planeta. E muita tem sido a informação já obtida durante os últimos trinta anos.

Até recentemente acreditava-se que a Vida só foi possível na Terra quando aqui o am­biente se tornou propício para que tal acontecesse, com uma temperatura e uma atmosfera adequadas. Teriam começado então a proliferar os organismos primitivos, como os líquenes ou as algas, para posteriormente, quando as condições assim o permitissem, virem a apa­recer as bactérias. Era aceite que estas últimas só podiam desenvolver-se dentro de limites ambientais muito estreitos. Para surpresa da comunidade científica, nos últimos anos e após as descobertas efectuadas nas fontes hidrotermais submarinas, foram encontradas bactérias que crescem e vivem noutros habitais com condições extremamente difíceis e nas regiões mais improváveis do planeta.

O surpreendente é que muitos destes microrganismos crescem melhor nestes ambientes, que aos nossos olhos são inóspitos, do que nos chamados “am­bientes naturais”. E mais, eles necessitam desta hostilidade para poderem reproduzir-se.

Fontes :

Origem da Vida – Ilda Dias e Hernâni Maia. Escolar Editora.

http://dminas.ist.utl.pt/OG2008/Congresso%20Geotecnia%20(resumos)/Congresso_Actas%20(D)/Volume%203/V3-10.pdf


Lost City… uma cidade reencontrada

Setembro 10, 2009

Bem-vindos a Lost City

No meio do Atlântico, a 4 de Dezembro de 2000 o submersível Argo II encontrou gigantescas estalagmites fazendo lembrar as torres em flecha características das Catedrais góticas. A equipa baptizou este campo hidrotermal de Lost City (Cidade Perdida).

Lost City é um campo hidrotermal activo há pelo menos 35000 anos apresentando um comprimento de 400 metros por 200 de largura. Uma das chaminés, baptizada Posídon (deus supremo do mar) tem uma altura de 50 metros, a mais alta chaminé encontrada até ao momento no fundo do mar.

 

 Constituídas por carbonato de cálcio e hidróxido de magnésio, estas chaminés brancas, não apresentam conduta central (ver imagem): os fluidos hidrotermais circulam utilizando a estrutura porosa e alveolar das chaminés. O cálcio precipita em contacto com a água do mar. Estas emissões translúcidas não apresentam metais dissolvidos, mas são muito ricas em metano e hidrogénio. Quentes (40º a 90ºC) e alcalinas (pH entre 9 e 11), são o suporte de uma importante comunidade de microrganismos. Lost city não se assemelha a nada conhecido. E são bem diferentes das famosas Black Smokers identificadas deste 1977 (fluidos mais quentes e ácidos).

 

O sistema hidrotermal de Lost City, situado a 15 km da dorsal médio-atlântica, encontra-se no topo de uma montanha submarina: maciço Atlantis, em forma de cúpula. Os estudos geológicos do maciço indicaram que ele não é composto por basalto negro típico do fundo oceânico, mas de peridotito verde denso encontrado geralmente no manto.

A ideia de um manto inacessível, recoberto por quilómetros de crosta oceânica não corresponde à geologia desta região. Devido a movimentos tectónicos esta zona do manto pôde “subir” à superfície para formar esta cúpula colossal.

Este afloramento do manto no fundo dos oceanos permite aos geólogos um estudo in situo (métodos directos) da geologia e composição desta zona profunda da Terra – o manto terrestre.

Contrariamente às rochas do fundo oceânico, as rochas de Atlantis são enriquecidas em magnésio e constituídas por olivina e piroxena. Estes dois minerais hidratam-se em contacto com a água para se transformar em serpentina e magnetite (reacção denominada de serpentinização), produz metano, hidrogénio, e … o calor em quantidade suficiente para elevar a temperatura das rochas do maciço e aquecer os fluidos circulantes da área de Atlantis.

Pistas para a vida primitiva

Este sistema poderá ser muito semelhante àquele que existiu na Terra primitiva. As lavas produzidas nesses tempos remotos seriam muito mais ricas em magnésio do que as lavas actuais (a diferenciação da Terra ainda estava em curso). O estudo dos ecossistemas de Lost City revelou a presença de 58% de espécies endémicas da área hidrotermal. Peixes, invertebrados e claro bactérias. Na ausência de luz, estes microrganismos formam o primeiro nível trófico de uma cadeia alimentar suportada pela quimiossíntese.

No interior da chaminé, onde a temperatura atinge os 90ºC e o oxigénio encontra-se ausente as “arqueobactérias” formam colónias, produzindo ou consumindo o metano. Outras bactérias, sulfurosas, reduzem sulfatos. Esta comunidade de microrganismos influencia a química dos fluidos e os minerais que se formam (interacção de subsistemas terrestres).

Um outro local em Lost City apresenta emissões de fluidos a temperaturas mais baixas (inferior a 40ºC) e ocorre aí a precipitação do carbonato de cálcio (calcário). Neste local as arqueobactérias, oxidam o metano, enquanto eubacterias consomem oxigénio.

A diversidade de vida existente em Lost City permite compreender como terá evoluído a vida nos seus primórdios.


Combustível para a Vida

Junho 1, 2009

Há vários anos que investigadores da NAI (Nasa Astrobiology Institute), um bom site sobre biologia “de ponta”, dizia eu, que estes investigadores há já vários anos dedicam tempo ao estudo de ecossistemas na denominada “Biosfera Profunda”. Alguns dos meus amigos deste blogue  já devem estar a pensar, lá vem mais um post dos “ecossistemas exóticos”. Mas é mesmo isso, mais dados sobre a origem da vida onde investigadores do NAI relatam a descoberta de novas comunidades bacterianas existentes no interior das rochas no fundo oceânico (basaltos, sedimentos, etc). E o que fazem estas bactérias no interior da crosta? “Comem”, respondo eu, “alimentam-se, nutrem-se”, diria o professor de biologia e geologia. Alimentam-se do quê, no interior das rochas?

A nutrição é exótica (mas eu gosto de ecossistemas exóticos, recordam-se), nada mais que o resultado de processos de meteorização química (oxidações e hidratações) em basaltos que fornecem o “alimento” destas comunidades procarióticas. Resumindo, a meteorização dos minerais de basaltos e rochas outras rochas constituintes da crosta fornecem a estas comunidades os nutrientes para que possa ocorrer a  quimiossíntese (Geosfera / Biosfera).   Este processo não é novidade, dirão os leitores, a novidade agora é que estes investigadores consideram que este processo que ocorreu na terra primitiva terá tido lugar em lagos de água salgada, ou mares salgados de pouca profundidade e em toda a extenção da crosta terrestre inicial e não em ambientes de “Biosfera Profunda”.

Um dos problemas destes últimos ecossistemas é a carência de carbono e associada a esta carência problemas de, energia (glicose..).

A vida primordial para poder evoluir teria de ter fontes de carbono acessíveis, e a pouca profundidade esse carbono estaria mais acessível. Porém estes ecossistemas também estariam mais vulneráveis a acontecimentos catastróficos como impactos com cometas e outros corpos.

“..  With evidence that the oceanic crust supports more bacteria compared with overlying water, the scientists hypothesized that reactions with the rocks themselves might offer fuel for life.” Katrina Edwards

Um vídeo sobre o artigo (vale bem perder uns minutos e ficar a perceber a importância destes ecossistemas exóticos)

Artigo original  – Nature

Um artigo importante – Katrina Edwards

Site que aconselho : Astrobiology (NASA)


Extremófilos

Dezembro 18, 2008

Em 1974  R.D. MacElroy utilizou o termo extremófilo para designar microrganismos que proliferam em ambientes extremos e inóspitos, ambientes estes que são letais à maior parte dos seres vivos, como por exemplo, regiões polares, fontes hidrotermais, nascentes ácidas ou alcalinas, lagos com níveis de salinidade muito elevados, regiões abissais frias ou zonas abrangidas por radiações com níveis elevados.

Em 1977, uma expedição da National Oceanic and Atmosferic Administration (NOAA, EUA) a bordo do submarino Alvin, às profundezas do oceano Pacífico, a 500 quilómetros a nordeste das ilhas Galápagos, encontrou o inesperado.

À profundidade de aproximadamente 2500 metros, em volta de chaminés hidrotermais proliferavam inúmeras espécies vivas, desde camarões cegos a outras estranhas formas de vida, até bactérias, todas prefeitamente enquadradas num meio sujeito a uma pressão de 250 quilogramas por centrímetro quadrado e temperaturas superiores a 100ºC. Eram seres extremófilos.

Esta descoberta mudou para sempre o modo de encarar o nosso planeta e a própria vida nele existente. Veio reacender a possibilidade de que a Vida exista ou tenha existido noutros lugares do Universo antes considerados inapropriados.

As fontes hidrotermais são constituídas pelas chaminés que se encontram na zona de separação de placas tectónicas, onde circula a água. O fundo oceânico possui numerosas fissuras, através das quais as águas entram em contacto com as rochas quentes, formadas recentemente a partir dos magmas. A água desce através das fissuras e atinge temperaturas muito elevadas. Aquecida sobe e arrasta consigo vários metais das rochas circundantes, formando nascentes ou fontes. Quando emerge no fundo do oceano, o fluido é rico em metais e em torno da abertura deposita um resíduo sólido que forma uma autêntica chaminé. Esta chaminé fumega sem parar criando condições para o desenvolvimento de um estranho ecossistema

Na base da cadeia alimentar aparecem bactérias que obtêm a sua energia vital a partir da oxidação de sulfuretos, presentes nos fluidos que emergem nas chaminés submarinas. Alimentando-se destas bactérias, aparecem vermes e moluscos bivalves gigantes. Estranhas espécies de camarões e caranguejos e outros animais complexos surgem no fim da cadeia alimentar.

Fontes : Origem da Vida, Ilda Dias e Hernâni Maia. Escolar Editora;  A Biosfera profunda e quente. Thomas Gold. Via Óptima.

Outros links:

 http://transgenicosintocaveis.blogspot.com/2008/07/obteno-de-matria_12.html


Portugueses investigam fontes hidrotermais submarinas no Oceano Árctico

Julho 30, 2008

Esta interessante missão pode ser seguida em :

http://www.portalpolar.com/index.php?option=com_content&task=view&id=158&Itemid=284

Uma equipa de investigadores portugueses participa, até final do mês, numa missão no Oceano Árctico, onde foram descobertas fontes hidrotermais submarinas, informou hoje a Reitoria da Universidade de Lisboa.

A missão destina-se a estudos da crista oceânica na Crista Média Atlântica – num segmento (South Knipovich Ridge) onde foram encontradas fontes hidrotermais submarinas, a profundidades da ordem dos 2.500 a 3.000 metros – e visa explorar melhor a região, para preparar uma futura expedição de perfuração do fundo.

A intenção da perfuração é conhecer a crosta abaixo do fundo do mar, a população de micróbios que vive no interior dessa crosta (a designada biosfera profunda) e eventuais depósitos minerais, revela a Universidade de Lisboa.

O projecto inclui, além da equipa portuguesa, investigadores da Noruega, Suécia, Suíça e França.

Os cientistas pretendem analisar os minérios a descobrir (nomeadamente sob a forma de chaminés hidrotermais) bem como partículas hidrotermais dispersas nos sedimentos e estudar os sedimentos química e mineralogicamente.

O objectivo deste procedimento é detectar eventuais “condições favoráveis ao desenvolvimento da biosfera profunda e de sinais de actividade hidrotermal escondida sob os sedimentos”.

“Colher amostras de rochas vulcânicas que possam conter inclusões fluidas de magma aprisionado durante a formação das rochas” é outra das metas desta iniciativa.

Segundo comunicado da Universidade de Lisboa, “a biosfera profunda, um dos principais objectivos do projecto, é uma das maiores descobertas da ciência das últimas décadas”.

“Temos hoje a percepção de que a biomassa dos micróbios que constituem este verdadeiro submundo de ‘intraterrestres’ é comparável à da biosfera convencional, facto de que não se tinha qualquer conhecimento há uma década atrás”, acrescenta a nota de imprensa.

A missão está dividida em duas partes, uma primeira, que teve início em Tromso, no Norte da Noruega, a 29 de Junho e que decorreu até à passada quinta-feira.

Neste primeira etapa participaram os portugueses Fernando Barriga, director do Museu Nacional de História Natural, professor do Departamento de Geologia da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa e coordenador da parte portuguesa do projecto, e Rita Fonseca, docente na Universidade de Évora e directora do AmbiTerra, um laboratório especializado em análises de solos e sedimentos, com um pólo em Évora e outro em Lisboa.

Na segunda parte, que teve início sexta-feira também em Tromso e termina no dia 29 em Bodo (Noruega), estão presentes os doutorandos Álvaro Pinto, técnico superior de Mineralogia e Geologia do Museu Nacional de História Natural – que ficará encarregue do estudo, sobretudo microscópico, dos edifícios hidrotermais que forem descobertos – e Ágata Dias, que estudará a componente hidrotermal dos sedimentos.

Participam ainda no projecto Jorge Relvas, professor de Recursos Minerais e Mineralogia do Departamento de Geologia da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, sobretudo para o estudo dos edifícios hidrotermais, e Ana Filipa Marques, actualmente envolvida num projecto pós-doutoral com a Universidade de Toronto, onde se especializa no estudo de inclusões fluidas magmáticas.

Todos os investigadores pertecem igualmente ao Centro de Recursos Minerais, Mineralogia e Cristalografia, uma unidade de investigação da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, integrada desde 2001 no laboratório associado Instituto de Pesquisa de Sistemas, e que desenvolve muitas actividades em parceria com o Museu Nacional de História Natural.

A missão decorre a bordo do navio oceanográfico norueguês G.O. Sars e utilizará um Veículo Operado Remotamente ARGUS, para profundidades até 6.000 metros, idêntico ao que está a ser adquirido pela Estrutura de Missão para Extensão da Plataforma Continental.

HSF.

Lusa/fim