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El Cenote Zacatón.  Los abismos más profundos del planeta

The DEPTHX project was funded by NASA's ASTEP
Astrobiology Science and Technology for Exploring Planets.

20 de septiembre 2007.  Actualizado el 10 de agosto de 2010.   El Cenote Zacatón se encuentra en un extremo de una cadena de cenotes que se extienden  media milla a través de Rancho La Azufroza en el noreste de México a 20 millas de la costa del Golfo.  La biología en esta región es un fascinante tema de estudio. El paisaje está salpicado de una maraña de árboles de hojas caducas tropicales y bromelias, creciendo junto con agaves y cactáceas típicas de climas desérticos.   Pero lo que yace bajo tierra, en las oscuras aguas del Zacatón, donde sólo la vida microbiana puede sobrevivir, es lo que ha despertado el interés de los científicos e ingenieros de Stone Aerospace, la Universidad de Texas en Austin, la Universidad Carnegie Mellon Robotics Institute, la escuela de Colorado de Minas y otras instituciones, que forman el equipo DEPTHX.
 



Foto Henry Bortman


El proyecto DEPTHX fue financiado por la NASA. El robot incorpora una serie de tecnologías innovadoras.  Es el primer vehículo subacuático que puede ser colocado en un espacio cerrado lleno de agua y sin ningún conocimiento previo navegar con seguridad, construir un mapa tridimensional de su entorno, recoger muestras de interés científico y enviar los resultados a un punto lejano - todo ello sin la intervención humana.

DEPTHX ha permitido a los investigadores  explorar un ecosistema que de otro modo sería inaccesible.  El robot tiene un brazo mecánico que podría extenderse 2 a 3 metros (6,5 a 10 pies). Una vez en posición, se tomaron muestras de la biopelícula microbiana que cubre la superficie interior de la profunda cueva. Cerca del fondo del cenote se recogió la muestra más profunda, a una profundidad de -272 metros (892 pies).

Encontrar el fondo del Zacatón fue otro de los éxitos del proyecto DEPTHX. Anteriormente, nadie había sido capaz de determinar con certeza la profundidad del cenote.  En el extremo inferior del cenote, el robot encontró lo que parecía ser un túnel estrecho que se extendía hacia afuera, y hacia abajo, tal vez más lejos, pero el túnel no pudo ser explorado por el robot debido a la falta de tiempo y para evitar incidentes o la perdida del robot. 

 John Spear,  microbiólogo  del equipo DEPTHX, especula que este profundo y misterioso túnel está conectado a un sistema subterráneo de agua caliente termal.   Los geólogos creen que hace un millón de años, la región del Zacatón fue una zona de intensa actividad hidrotermal, muy parecida a Mammoth Hot Springs en el actual Parque Nacional de Yellowstone.  Aunque la actividad térmica en el Zacatón se ha calmado considerablemente desde aquellos días de fuego, hay señales claras de actividad térmica: un olor penetrante de azufre flota en todo el cenote, y la temperatura del agua en el Zacatón mantiene una constante de 86 grados F (30 grados C)  De hecho uno de los  descubrimientos realizados por DEPTHX que sorprendieron a los científicos es que la temperatura en Zacatón es totalmente constante  a través de toda su columna de agua, cuando lo normal es encontrar variaciones de temperatura en diferentes profundidades.  Este dato de temperatura constante es uno de los misterios del cenote Zacatón. La vida microbiana que se adhería a las paredes cenote era visualmente uniforme, de arriba a abajo, pero los científicos esperan análisis detallados de ADN que realizarán en las muestras del Zacatón. En el análisis de unas muestras recogidas hace dos años por un buzo, a una profundidad de 85 metros (280 pies), descubrieron seis nuevos grupos de bacterias, desconocidas hasta entonces.
 



imagen: John Spear, Escuela de Minas de Colorado
 


El equipo de ingeniería de software del robot, desarrollado por Robótica de Carnegie Mellon Institute, también tuvo la oportunidad de utilizar la sofisticada tecnología  del robot para la prueba . En Poza Verde, un cenote más amplio y menos profundo cerca de Zacatón, DEPTHX se puso a prueba en "modo de exploración." En este modo, no se le dan  instrucciones al robot  acerca de dónde ir o qué hacer. El equipo lo dejo en el agua y el robot se fue a encontrar cosas interesantes. Él solo es responsable para decidir lo que es interesante a su alrededor.  Eso es prometedor, porque el modo de exploración tendrá que trabajar bien para la siguiente fase de la vida del robot cuando  DEPTHX se transforme con una configuración ligeramente diferente para cambiar la exploración en aguas cálidas semitropicales a la inmersión en las frías aguas de lagos cubiertos de hielo.

El tiempo de trabajo del robot DEPTHX en Zacatón fue limitado y los  ingenieros tuvieron que elegir entre la consecución de objetivos científicos o  tecnológicos,  decidiendo finalmente decirle al robot el lugar exacto para la recogida de muestras, en lugar de dejar que los ordenadores a bordo de la nave tomaran las decisiones de forma autónoma.   El 
robot DEPTHX , descendió 900 pies (275 m) de profundidad hacia el fondo del cenote Zacatón y realizó 50 inmersiones.
 

Actualización  agosto 2010.

Resultados de las investigaciones realizadas con el robot submarino DEPTHX 

Resumen:  Los científicos han descubierto vida microbiana en diversas muestras tomadas en el cenote Zacatón, el más profundo en el mundo, incluso donde la luz del sol no puede llegar. El descubrimiento añade una nueva visión de la capacidad de la vida para prosperar en los ambientes más extremos de la Tierra.  Esta investigación también podría ayudar en la búsqueda de vida en otras zonas de nuestro sistema solar, como en la luna Europa de Júpiter.

En las muestras recogidas por el robot y analizadas en el laboratorio, los científicos han encontrado una sorprendente diversidad de vida microbiana.  El descubrimiento reafirma la resistencia de la vida y capacidad de prosperar en ambientes extremos en la Tierra, y posiblemente en otros planetas.

Entre estas muestras, los investigadores fueron capaces de identificar más de 100 tipos de microbios, incluyendo tres bacterias totalmente desconocidas. 
 


   Universidad Carnegie M.

Los científicos también pudieron crear mapas del cenote, de alta resolución en tres dimensiones, con los datos recogidos por los sonares a bordo del robot. 

El cenote Zacatón es de 344 pies (105 m) de ancho, y está lleno de agua que se mantiene en 86 grados Fahrenheit (30 grados Celsius) durante todo el año. El agua contiene compuestos sulfúricos que sirven como fuente de alimento para algunos de la vida interior. Como resultado, se observó  un fondo inclinado y una profundidad de 315 metros (1033 pies) en su extremo superior hasta 320 metros (1050 pies) en la zona inferior.

Los científicos confirmaron la presencia de microbios que viven  en el agua y en las  paredes del cenote. Después de una cierta profundidad, la luz del sol ya no puede penetrar, por lo que en lugar de obtener energía de la luz, los organismos obtienen el combustible del sulfuro de hidrógeno y otros compuestos ricos en energía, realizando quimiosíntesis en lugar de fotosíntesis.

Los investigadores se sorprendieron de la riqueza de la vida que descubrieron, incluyendo muchas especies de microbios. Algunos totalmente desconocidos.

Si la vida puede sobrevivir en este ambiente extremo, se despierta la esperanza científica de que alguna forma de vida pueda existir en otros planetas o lunas que tienen condiciones similares.
 


Crédito: Gary Marcus


La exploración de lugares desconocidos en la Tierra es increíblemente emocionante pero los investigadores diseñaron el robot DEPTHX pensando en destinos mucho más lejanos  y esperan poder utilizar algún día  un robot similar para explorar otros mundos, especialmente la luna Europa de Júpiter.

Esa luna es una meta muy atractiva para los astrobiólogos porque creen que hay grandes océanos subterráneos de agua líquida debajo de una corteza de hielo. Dado que el agua es necesaria para la vida, los océanos podrían ser buenos lugares para buscar vida extraterrestre microbiana.
 


 imagen: NASA

Este robot es la primera generación de una tecnología que se podría utilizar para ir hasta los océanos de la luna Europa y explorar debajo  de la capa de hielo. Si algún día enviamos un robot a las lunas de Júpiter, tendría que navegar de forma autónoma a través del espacio, desplazarse sobre la superficie de la luna, cavar en la capa de hielo, explorar el océano para descubrir vida microscópica, y transmitir sus conclusiones a la Tierra.  Eso es mucho pedir para la tecnología robótica actual, pero los científicos lo ven como una meta realista.

Los científicos del proyecto DEPTHX ASTEP   detallaron sus hallazgos en la edición marzo 2010 de la revista Astrobiology.


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