Un estudio liderado por Pablo Paquis Chester, estudiante del Doctorado en Ciencias mención Geología de la Universidad Católica del Norte (UCN), identificó los denominados Nodos de Convergencia Energética (ECN) en el sistema hidrotermal de Lirima, ubicado en el altiplano del norte de Chile. Este hallazgo permite predecir,
a través de un marco cuantitativo basado en termodinámica, las transiciones biogeoquímicas en ambientes extremos, con aplicaciones tanto para comprender la Tierra primitiva como para orientar la búsqueda de vida en otros cuerpos celestes.

Un laboratorio natural en el altiplano chileno

El sistema hidrotermal de Lirima, localizado en la Región de Tarapacá a más de 4.000 metros sobre el nivel del mar, constituye un laboratorio natural excepcional. Sus condiciones extremas, como baja presión atmosférica, intensa radiación solar, emanaciones volcánicas y altas temperatura, lo convierten en un análogo de ambientes terrestres primitivos.

En este contexto, el estudiante del Doctorado en Ciencias mención Geología de la UCN, Pablo Paquis Chester, desarrolló su estudio titulado «Energetic convergence drives metabolic adaptation in Lirima Chilean high-altitude hydrothermal system», el cual se realizó mediante un enfoque multidisciplinario que le permitió vincular directamente la energía disponible en reacciones químicas con las respuestas ecológicas y metabólicas de las comunidades microbianas.

El descubrimiento central de su investigación corresponde a la identificación de los Nodos de Convergencia Energética, definidos como puntos térmicos donde distintas vías metabólicas presentan igual viabilidad energética. En Lirima, este fenómeno se manifiesta a través de cambios progresivos en las firmas isotópicas de carbono, una disminución abrupta de la razón carbono–azufre en sedimentos y un colapso casi total de la actividad microbiana en el umbral térmico identificado, demostrando que a un rango térmico específico —entre 63 y 64 °C— distintas estrategias metabólicas microbianas alcanzan valores energéticos equivalentes.

Este marco termodinámico–ecológico ofrece una herramienta cuantitativa para predecir transiciones metabólicas en función de condiciones ambientales. Esta aproximación resulta valiosa para interpretar el registro geoquímico de períodos antiguos terrestres con presión atmosférica similar al altiplano chileno actual, y ofrece criterios objetivos para orientar la búsqueda de vida en otros cuerpos celestes mediante la predicción de metabolismos termodinámicamente favorables bajo distintas condiciones.

«Como geólogo integrado en un programa doctoral que amalgama geoquímica, termodinámica, microbiología, biología molecular, ecología microbiana, y biogeoquímica, este resultado materializa una aspiración profesional de larga data. Trabajar a más de 4.000 metros sobre el nivel del mar implica enfrentar condiciones desafiantes que
incluyen tormentas intensas, precipitaciones abundantes, radiación solar elevada y exposición a gases volcánicos, factores que transforman cada campaña de terreno en un desafío logístico y físico considerable», explicó Paquis.

Publicación

La investigación se desarrolló en el marco del proyecto FONDECYT Regular N°1211515, liderado por la Dra. Martha B. Hengst, cuyo financiamiento fue clave para las campañas de terreno y los análisis de laboratorio. A ello se suma el apoyo de la Beca Doctorado Nacional ANID N°21221380 y el beneficio complementario de cotutela en el extranjero, que permitió a Paquis realizar parte de su formación en el Doctorado en Ciencias de la Tierra y del Mar de la Universidad de Palermo (UNIPA), Italia.

El artículo completo se encuentra disponible en acceso abierto en Communications Earth & Environment.

DOI: https://doi.org/10.1038/s43247-025-02817-w
Link: https://rdcu.be/eP5p0