El entorno subterráneo profundo tiene muchos microorganismos extremófilos poco conocidos. Algunos comen compuestos de azufre (llamados bacterias reductoras de azufre), otros consumen hidrocarburos y degradan el petróleo crudo, algunos probablemente utilizan metabolismos quimiosintéticos exóticos que ni siquiera conocemos todavía.
Existe una enorme diversidad en ambientes químicos subterráneos. El rango de salinidad, radioactividad, iones minerales, etc. varía ampliamente de una región a otra y en profundidad. Por ejemplo, un acuífero subterráneo profundo podría ser más fresco que el agua de mar o diez veces más salado que el agua de mar. Obtendrá innumerables bolsillos semiaislados con diversos entornos químicos.
Algunos de los organismos que conocemos son nativos, y algunos son introducidos por actividades humanas como la perforación de pozos petroleros o la perforación geotérmica. Son difíciles de estudiar debido al costo de capturar y cultivar organismos que pueden requerir altas temperaturas, altas presiones o entornos químicos tóxicos para reproducirse.
Por regla general, no se conocen macroorganismos (gusanos, etc.) en las profundidades de las cuevas. El gran problema es la movilidad. Mientras que en la superficie una criatura pequeña puede excavar fácilmente a través del suelo y producir túneles estables, las profundidades más profundas presentan enormes desafíos mecánicos para la madriguera. Para empezar, ¡el rock es duro! La compactación y los procesos de cementación química pueden endurecer progresivamente la roca con profundidad. Es mucho más difícil excavar a través de areniscas o carbonatos que la tierra. Los canales y las cavidades que existen se crean principalmente en la superficie, como los minerales de carbonato de arrecife de coral, y luego se entierran intactos.
Además, la roca subterránea debe soportar el peso de la roca sobre ella, llamada sobrecarga, y esto produce enormes presiones. A profundidades suficientes, la roca se compacta y se derrumba para cerrar cualquier agujero a gran escala. La estabilidad de una madriguera o túnel se convierte en un problema real. Así que cuanto más profundo se vaya, más pequeña debe ser la vida para viajar a través de los poros y grietas no colapsados.
En cierto punto, el calor geotérmico simplemente hace que todo esté demasiado caliente y ninguna forma conocida de vida puede sobrevivir.
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El entorno subterráneo es mucho más grande, en volumen, que el entorno de superficie y los océanos juntos. Por lo tanto, es plausible que existan muchos tipos diferentes de vida bajo tierra, que son tan especializados y aislados que nunca los encontraremos.
