Un sumergible chino realiza un descenso histórico hasta una dorsal ártica inexplorada

Un hito histórico en la exploración polar

Científicos a bordo del sumergible chino Fendouzhe lograron lo que muchos consideraban imposible: descender más de cinco kilómetros bajo el espeso hielo marino del Ártico para explorar una zona hasta ahora inexplorada de la dorsal de Gakkel. Esta cadena de montañas volcánicas submarinas se extiende entre Groenlandia y Siberia y forma parte del sistema global de dorsales oceánicas, donde las placas tectónicas se separan lentamente y se forma nueva corteza oceánica. La expedición alcanzó una profundidad máxima de 5.277 metros, lo que marcó la primera vez que seres humanos observaron directamente esta región remota y de gran importancia geológica.

La misión, realizada desde el buque de investigación Tan Suo San Hao, completó 43 inmersiones durante una travesía de aproximadamente tres meses que amplió los límites de la exploración polar. La dorsal de Gakkel ha despertado durante mucho tiempo el interés de los científicos porque se expande a un ritmo excepcionalmente lento, lo que crea condiciones geológicas y biológicas únicas que podrían cambiar nuestra comprensión de cómo sobrevive la vida en entornos extremos. Xiaoxia Huang, geofísica marina del Instituto de Ciencia e Ingeniería de Aguas Profundas y científica jefa de la expedición, describió el sector oriental de la dorsal como la última pieza del rompecabezas de la investigación geológica del Ártico.

«Es realmente un privilegio tener la oportunidad de estudiar el mar profundo en persona», dijo Huang, al referirse a la naturaleza sin precedentes de la misión.

Expediciones anteriores habían estudiado partes de la dorsal con sonar y vehículos no tripulados, pero ningún sumergible tripulado había llegado a la dorsal oriental de Gakkel. Un estudio publicado en Nature en 2003 había revelado fuentes hidrotermales en el sector occidental, pero el sector oriental permaneció completamente inexplorado hasta ahora. El éxito de esta misión abre una ventana excepcional a uno de los últimos fondos marinos intactos de la Tierra, donde podrían encontrarse formas de vida inusuales y nuevas pistas sobre los cambios que está provocando el rápido calentamiento del Ártico.

Los desafíos de navegar bajo el hielo ártico

Operar un sumergible tripulado bajo el hielo marino del Ártico plantea desafíos extraordinarios que requieren soluciones innovadoras. El equipo de la expedición desarrolló un método pionero de «coordinación entre buque y sumergible» que permitió operar en aguas donde el hielo marino cubría más del 80 por ciento de la superficie. En esas condiciones, un sumergible no puede salir a la superficie en cualquier lugar. Si lo hace directamente bajo una capa gruesa de hielo, sus ocupantes podrían quedar atrapados, sin posibilidad de salir ni de recibir asistencia de emergencia.

Antes de cada inmersión, el buque de investigación rompehielos Tan Suo San Hao debía abrir temporalmente un espacio en el hielo, creando en la práctica una piscina en el océano congelado para que el sumergible pudiera entrar y salir de forma segura. El proceso exigía una coordinación y una sincronización cuidadosas, ya que las corrientes oceánicas y los vientos desplazan constantemente el hielo. El equipo pasó 56 días operando en el océano Ártico y recorrió cerca de 2.000 millas náuticas por aguas cubiertas de hielo para llegar a las zonas de estudio.

El regreso desde las profundidades resultó especialmente difícil. Tras completar su trabajo en el fondo marino, el Fendouzhe hacía una pausa bajo la superficie y utilizaba sonar y cámaras para buscar aguas abiertas o hielo más delgado que permitiera emerger de forma segura. En algunos casos, el sumergible debía esperar mientras el buque de apoyo despejaba una ruta a través del hielo. Esta delicada coordinación entre el rompehielos y el sumergible representa un importante logro técnico en la exploración polar.

Christopher German, geoquímico marino de la Institución Oceanográfica Woods Hole que no participó en la misión, destacó la importancia de llegar a un lugar tan remoto.

«Es tan difícil llegar allí que casi cualquier cosa que alguien haga tiene garantizado ser emocionante, diferente y nueva», dijo German.

Tecnología avanzada para entornos extremos

El sumergible Fendouzhe, cuyo nombre se traduce como «luchador», es una notable obra de ingeniería diseñada específicamente para la exploración de las profundidades marinas en condiciones extremas. Construido en China, puede alcanzar profundidades de al menos 7.000 metros y ya había demostrado sus capacidades al descender a 10.909 metros en la fosa de las Marianas, el punto más profundo conocido de los océanos de la Tierra. Para esta misión ártica, el sumergible fue adaptado para operar a temperaturas cercanas al punto de congelación y bajo la amenaza constante del hielo marino en movimiento.

El buque de investigación Tan Suo San Hao representa otro hito tecnológico. China lo describe como el primer buque científico integral del mundo diseñado específicamente para la exploración global de las profundidades marinas y equipado con capacidad para romper hielo. Esta combinación de rompehielos y buque de apoyo para aguas profundas permite operar durante todo el año en regiones polares a las que antes solo se podía acceder durante breves periodos estivales, cuando la cobertura de hielo era mínima.

Elmar Albers, geocientífico marino del Instituto Alfred Wegener, en Alemania, señaló que los logros técnicos de la expedición van más allá del simple transporte.

«La misión china está en condiciones de aportar nuevos conocimientos importantes sobre los hábitats submarinos más extremos de la Tierra», dijo Albers.

La expedición también incluyó la primera operación submarina conjunta de China con dos sumergibles tripulados. El Fendouzhe trabajó junto al sumergible Jiaolong y ambos vehículos coordinaron su posición, el intercambio de marcadores y las filmaciones submarinas. Este enfoque con dos sumergibles permite realizar estudios más exhaustivos y ofrece redundancia en materia de seguridad. El Jiaolong también completó durante la misión la primera inmersión tripulada de China bajo el hielo ártico, lo que demostró la creciente capacidad del país para operar en las profundidades polares.

La importancia geológica de la dorsal de Gakkel

La dorsal de Gakkel reviste especial importancia para los geólogos porque es uno de los ejemplos más extremos de una dorsal oceánica de expansión ultralenta. Mientras que la mayoría de las dorsales oceánicas se expanden a un ritmo de varios centímetros al año, la dorsal de Gakkel lo hace tan lentamente que la nueva corteza se forma a un ritmo inferior al crecimiento de las uñas humanas. Esta expansión excepcionalmente lenta crea formaciones geológicas únicas y puede influir en los tipos de sistemas hidrotermales que se desarrollan a lo largo de la dorsal.

Como parte del sistema global de dorsales oceánicas, la dorsal de Gakkel desempeña un papel crucial en la tectónica de placas y en el ciclo de elementos entre el interior y la superficie de la Tierra. Se forma donde las placas norteamericana y euroasiática se separan, lo que permite que el magma ascienda y cree nueva corteza oceánica. Comprender este proceso ayuda a los científicos a elaborar modelos que abarcan desde la actividad volcánica hasta la evolución de las cuencas oceánicas a lo largo del tiempo geológico.

El equipo de la expedición se centró en zonas de interés geológico, como montes submarinos, acantilados y colinas y cañones bajo el mar. Utilizó cámaras y sonar para sustituir los contornos borrosos de mapas anteriores por imágenes detalladas del fondo marino. Estas imágenes de alta resolución ayudarán a los investigadores a comprender la estructura y la formación de este inusual sistema de dorsales.

Uno de los principales objetivos científicos era determinar si existen fuentes hidrotermales en el sector oriental de la dorsal de Gakkel. Estas fuentes termales submarinas se forman cuando el agua de mar circula por roca volcánica recién formada, se calienta con el magma subyacente y vuelve a salir al océano cargada de minerales disueltos. Las fuentes del sector occidental de la dorsal, descubiertas en 2003, revelaron comunidades de organismos inusuales que prosperan en la oscuridad total mediante el uso de energía química en lugar de la luz solar.

La búsqueda de vida en entornos extremos

La búsqueda de fuentes hidrotermales en el sector oriental de la dorsal de Gakkel va más allá de la simple curiosidad científica. Estos sistemas albergan ecosistemas únicos que podrían ofrecer pistas sobre la posible existencia de vida en otros mundos. Los organismos que viven alrededor de las fuentes hidrotermales obtienen energía de reacciones químicas en las que intervienen minerales como el sulfuro de hidrógeno, completamente al margen de la luz solar. Este tipo de metabolismo se asemeja al que los científicos creen que podría existir bajo las capas de hielo de lunas como Europa, que orbita Júpiter, y Encélado, que orbita Saturno.

Durante casi cien días en el mar, el equipo de la expedición recogió muestras de sedimentos, rocas, agua de mar y organismos a lo largo de la dorsal. Ahora, esas muestras esperan un análisis detallado en laboratorios, donde los científicos buscarán indicios químicos de actividad hidrotermal y pruebas de la existencia de organismos adaptados a condiciones extremas. Huang y su equipo no revelaron si encontraron sistemas de fuentes hidrotermales activos, y señalaron que para llegar a conclusiones definitivas serán necesarios varios meses de trabajo minucioso en el laboratorio.

Las muestras biológicas recogidas durante la misión podrían revelar nuevas especies o adaptaciones inusuales a la vida en entornos profundos, fríos y oscuros. El equipo observó varios peces y especies de las profundidades marinas que vivían en lo que Huang describió como oscuridad, frío, presión y rocas. Estos organismos han desarrollado estrategias de supervivencia extraordinarias en uno de los entornos más inhóspitos de la Tierra, y su estudio podría contribuir a campos que van desde la medicina hasta la biotecnología.

El estudio de la vida en entornos extremos, conocido como astrobiología, establece vínculos directos entre la exploración de las profundidades marinas y la búsqueda de vida extraterrestre. Si los organismos pueden prosperar alrededor de fuentes hidrotermales en el océano Ártico, podrían existir formas de vida similares en océanos subterráneos de lunas heladas de nuestro sistema solar. Las muestras de la dorsal de Gakkel podrían ayudar a perfeccionar los modelos sobre el aspecto que podrían tener esos ecosistemas extraterrestres.

La relación con el clima en las profundidades del Ártico

Aunque la misión tuvo lugar a miles de metros bajo la superficie y lejos de la civilización, sus hallazgos están directamente relacionados con el cambio climático y sus efectos en las sociedades humanas. El Ártico se está calentando a un ritmo entre dos y tres veces superior al promedio mundial, con profundas consecuencias para los patrones meteorológicos, el nivel del mar y los ecosistemas de todo el mundo. Lo que sucede en el fondo marino del Ártico forma parte del mismo sistema climático que determina las olas de frío intenso o los inviernos inusualmente templados en las regiones templadas.

Las dorsales oceánicas como la de Gakkel desempeñan un papel fundamental en el transporte de calor y sustancias químicas por las profundidades marinas. Cuando el agua circula por la corteza oceánica cerca de estas dorsales, intercambia calor y minerales con el entorno. Este proceso afecta la química y los patrones de circulación oceánicos que, a su vez, influyen en el clima mundial. Los datos detallados de la dorsal de Gakkel pueden ayudar a los científicos a perfeccionar los modelos climáticos que orientan la planificación a largo plazo de las comunidades costeras, el desarrollo de infraestructura y la preparación ante desastres.

La región ártica también sirve como indicador temprano del cambio climático mundial. Los cambios en la temperatura, la química y los ecosistemas del océano Ártico suelen señalar transformaciones más amplias que con el tiempo afectarán a otras regiones. Al establecer ahora datos de referencia sobre el entorno de las profundidades árticas, los científicos crean un punto de comparación para medir los cambios futuros. Esta información es esencial para comprender cómo responde todo el sistema terrestre al calentamiento continuado.

El equipo de la expedición recogió abundantes datos de observación que servirán de apoyo a la investigación sobre el rápido cambio climático en el Ártico. Incluyen información sobre la temperatura del agua, la salinidad, la composición química y las comunidades biológicas en toda la columna de agua. Estos datos ayudan a los científicos a comprender cómo está cambiando el océano Ártico y cómo esos cambios podrían propagarse por el sistema climático mundial.

Las crecientes ambiciones polares de China

Esta misión representa algo más que un logro científico. También pone de relieve la rápida ampliación de las capacidades de China en investigación polar y su creciente presencia en la región ártica. China se describe a sí misma como un «Estado próximo al Ártico» y ha incrementado de manera sostenida sus actividades polares durante la última década, con el envío a la región de rompehielos, buques de investigación y sumergibles no tripulados. Pekín presenta sus actividades en el Ártico como parte de una estrategia de «desarrollo científico pacífico» centrada en la investigación climática, el estudio de la biodiversidad marina y la cartografía de recursos submarinos.

Las capacidades tecnológicas demostradas durante esta expedición, incluidas las operaciones de inmersión profunda bajo una gruesa capa de hielo y el apoyo de buques rompehielos avanzados, tienen implicaciones estratégicas. El Ártico es cada vez más accesible a medida que el cambio climático reduce la cobertura de hielo, lo que abre nuevas rutas marítimas y deja al descubierto posibles recursos. El creciente dominio técnico de China en la región le permite participar en futuras oportunidades de desarrollo y en las nuevas rutas comerciales del Ártico.

Durante el verano pasado, China envió cinco buques de investigación al Ártico, incluido un rompehielos. Esta presencia considerable subraya el compromiso del país con la investigación polar y su deseo de consolidarse como un actor importante en los asuntos árticos. La realización de 43 inmersiones tripuladas en aguas cubiertas de hielo convierte a China en el único país que actualmente puede llevar a cabo operaciones continuas de inmersión tripulada en aguas profundas del océano Ártico, muy cubiertas de hielo.

Según el Ministerio de Recursos Naturales de China, la expedición confirmó las capacidades operativas del Fendouzhe y el Tan Suo San Hao en zonas polares cubiertas de hielo. La misión estableció protocolos operativos para condiciones polares extremas y puso en práctica un modelo móvil de inmersión bajo el hielo que podría ampliar las posibilidades de futuras exploraciones. El liderazgo de China en este campo podría influir en los debates internacionales sobre la gobernanza del Ártico, la cooperación en investigación y la protección del medioambiente.

El largo camino del descubrimiento científico

Aunque la expedición ya terminó, el trabajo científico apenas comienza. Es probable que se necesiten años de análisis detallados para comprender plenamente la importancia de las muestras y las imágenes sin procesar recogidas durante la misión. Se examinarán las rocas para determinar su composición mineral y antigüedad; se analizarán los núcleos de sedimentos para buscar marcadores químicos y biológicos; y se estudiarán las muestras biológicas para establecer su relación con otras especies conocidas.

Los científicos prestarán especial atención a cualquier indicio de actividad hidrotermal en el sector oriental de la dorsal de Gakkel. La presencia de ciertos minerales, una composición química inusual del agua o determinadas comunidades biológicas podría indicar la existencia de fuentes hidrotermales activas en la zona. Un descubrimiento así no solo completaría el panorama de la dorsal de Gakkel, sino que también aportaría nuevos conocimientos sobre cómo se propaga y evoluciona la vida en las profundidades marinas.

Los datos geológicos recogidos durante la misión ayudarán a los investigadores a entender las diferencias entre las dorsales de expansión ultralenta y las que se expanden más rápido. Esta información podría perfeccionar los modelos de tectónica de placas y mejorar nuestra comprensión de cómo se forma y evoluciona la corteza terrestre. La cartografía detallada de las estructuras submarinas también servirá de base para futuras investigaciones en la región.

A medida que los científicos analicen los datos y las muestras de esta misión histórica, inevitablemente surgirán nuevas preguntas. Cada descubrimiento suele revelar nuevos misterios que impulsan más exploraciones e investigaciones. La dorsal oriental de Gakkel, antes oculta bajo el hielo y desconocida para la ciencia, ya forma parte del mapa científico. Sus secretos podrían cambiar poco a poco nuestra manera de entender las profundidades oceánicas de la Tierra y el Ártico en transformación que se extiende sobre ellas.

Puntos clave

• El sumergible chino Fendouzhe completó 43 inmersiones durante una expedición de 98 días al Ártico y alcanzó una profundidad máxima de 5.277 metros.
• La misión realizó la primera exploración tripulada de la dorsal oriental de Gakkel, una cadena volcánica submarina entre Groenlandia y Siberia.
• La expedición puso en práctica un método pionero de «coordinación entre buque y sumergible» que permitió operar en aguas con un 80 por ciento de cobertura de hielo.
• China se convirtió en el primer país en realizar inmersiones tripuladas continuas en las profundidades del océano Ártico, muy cubierto de hielo.
• El equipo recogió núcleos de sedimentos, rocas, muestras de agua de mar y muestras biológicas de profundidades que no se habían explorado antes.
• La misión incluyó la primera operación submarina conjunta de dos sumergibles tripulados chinos, el Fendouzhe y el Jiaolong.
• La investigación podría revelar fuentes hidrotermales y ecosistemas únicos de interés para la astrobiología y la ciencia del clima.
• La expedición demuestra el creciente desarrollo de las capacidades técnicas de China y su presencia en la investigación polar.
• Se necesitarán años de análisis para comprender plenamente la importancia científica de las muestras y los datos.