The seventh Alvin Dive, No. 4867 / La séptima inmersión del Alvin, No. 4867

Today, we are visiting the off-axis seep site for more sediment cores. Expedition leader Bob Waters pilots the sub, and postdoc Dan Hoer of Harvard University [formerly UNC-Chapel Hill] and graduate student Hannah Choi, University of Georgia, join this dive as the science observers. Hannah is the initiate and looks forward to some quiet time in the sub. The morning is sunny and brisk, the sea a little choppy but still sort of OK. As always Dan shows up in the coolest possible attire. However, warm sweaters are stowed in the sub, and I have requested that the secret Alvin espresso machine is put into the sphere just for this dive. Hoy, estamos visitando el sitio de filtración fuera del eje para obtener más núcleos de sedimentos. El líder de la expedición, Bob Waters, pilotea el submarino, y el postdoc Dan Hoer, de la Universidad de Harvard (anteriormente UNC-Chapel Hill) y la estudiante de posgrado Hannah Choi, de la Universidad de Georgia, se unen a esta inmersión como observadores científicos. Hannah es la iniciada y espera un momento de tranquilidad en el submarino. La mañana es soleada y enérgica, el mar un poco agitado, pero en buenas condiciones de todos modos. Como siempre Dan aparece en el traje más cool que se pueda. Sin embargo, los suéteres calientes se guardan en el submarino, y he pedido que la máquina de café expreso de Alvin secreta se ponga en la esfera apenas para esta zambullida.img_5761smThey climb the famous Alvin stairs, at this early morning hour a stairway to the sun… Suben las famosas escaleras de Alvin, en esta hora temprana de la mañana una escalera al sol …

img_5762smIt turns out to be an exceptionally successful dive. There is ample time to admire the otherworldly scenery of this seep site, where tube worms grow next to fantastically shaped carbonate mounds, and amphitrid worm burrows cover the methane-soaked seafloor in a silver-grey carpet. Resulta ser una inmersión excepcionalmente exitosa. Hay tiempo suficiente para admirar el paisaje sobrenatural de este sitio de filtración, donde los gusanos de tubo crecen junto a los montículos de carbonatos de forma fantástica, y las madrigueras de anfítridas cubren el fondo marino empapado de metano en una alfombra gris plateado.screen-shot-2016-12-19-at-5-19-11smThe divers return with sediment cores from the methane-soaked worm mats, from their periphery, and from a brilliant white microbial mat, looking like a crop circle that an alien intelligence has placed on the seafloor. Los científicos vuelven con núcleos de perforación de las esteras con gusanos empapados de metano, en la periferia, y de una estera microbiana blanca brillante, que parece un círculo en un medio de un campo de cosecha que una inteligencia alienígena hubiera colocado en el fondo marino.

2016_12_18_21_14_02smThis crop circle harbors a surprise. Alvin pushes its cores straight into shallow buried hydrates;  bubbles – almost certainly methane – can be seen escaping into the water column, left from the core held by the sampling arm.img_5792sm Este círculo de cultivos alberga una sorpresa. El Alvin perfora núcleos directamente sobre hidratos enterrados superficialmente; Se ver burbujas – casi con certeza que es metano – que escapan en la columna de agua, a la izquierda del núcleo de perforación sostenido por el brazo de muestreo.

These discoveries put the science crew on high alert, and we get ready for a long night of core processing. Fortunately, essential glassware and sampling supply stocks are not quite as depleted as were were before the Friday port call, and the cores from this dive get the full geochemical honor treatment. Below, the closeup of a fresh core from the methane-soaked site shows the carpet of worm burrows that may aerate these sediments to a depth of several centimeters. If so, these sediments have an unusually extended oxic zone where methane and other carbon substrates can be oxidized aerobically.

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Estos descubrimientos ponen al equipo de científicos en alerta y nos preparamos para una larga noche de procesamiento de núcleos. Afortunadamente, las reservas de víveres y muestreo no son tan agotadas como antes de la llamada al puerto el viernes y los núcleos de este buceo reciben el tratamiento de honor geoquímico completo. Abajo, el primer plano de un núcleo fresco del sitio empapado de metano muestra la alfombra de madrigueras de gusanos que pueden airear estos sedimentos a una profundidad de varios centímetros. Si es así, estos sedimentos tienen una zona óxica inusualmente extendida donde el metano y otros sustratos de carbono pueden oxidarse aeróbicamente.

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The sixth Alvin dive, No. 4866 / La sexta inmersión del Alvin, No. 4866

Friday night was spend waiting outside Guaymas Port for the pilot boat with emergency supplies. Finally, at 3:30 on Saturday morning, the pilot boat delivered the goods and RV Atlantis escapes in the last minute, or we would have to shorten Alvin’s window of precious dive time. As the sun rises, we have reached our next station, a presumable seep site halfway between the Ringvent and the northern Guaymas spreading center. La noche del viernes se fue esperando en las afueras del puerto de Guaymas a que llegue una lancha con suministros de emergencia. Finalmente, a las 3:30 de la mañana del sábado, el barco piloto entregó la mercancía y el R/V Atlantis zarpa a último minuto, o tendríamos que acortar el precioso tiempo del Alvin para su inmersión. A medida que el sol se eleva, hemos llegado a nuestra próxima estación, un posible yacimiento a medio camino entre el Ringvent y la zona de expansión en el norte de Guaymas.img_5748sm

This is a pit or training dive, with pilot-in-training Danik Forsman mentored by Jefferson Grau; Matt Saxton of UGA is the Science observer. Matt is working on anaerobic oxidation of methane, the microbial process of turning the greenhouse gas methane into the slightly less noxious greenhouse gas CO2,  and we hope that he will find a new methane-rich seep site with lots of bubbles and microbial mats. The seismic image – hydrothermal circulation burning a hole through an otherwise unbroken layer of methane hydrates – certainly suggests this possibility. Esta es una inmersión de entrenamiento, con el piloto en formación Danik Forsman dirigido por Jefferson Grau; Matt Saxton de la Universidad de Georgia es el observador científico. Matt está trabajando en la oxidación anaeróbica del metano, el proceso microbiano de transformar el gas de efecto invernadero en el CO2 de gases de efecto invernadero ligeramente menos nocivos, y esperamos que encuentre un nuevo sitio de filtración rico en metano con muchas burbujas y esteras microbianas. La imagen sísmica – la circulación hidrotermal abriendo un agujero a través de una capa intacta de hidratos de metano – sugiere ciertamente esta posibilidad.img_5750smSince we spent the night near Guaymas, this dive proceeds in the traditional mode, without the ultimate luxury of a freshly generated Sentry bathymetric map of the target waiting in the sub. On the other hand, the excitement and the glory of discovery await the dive team! What will they find? Puesto que pasamos la noche cerca de Guaymas, esta inmersión procede en el modo tradicional, sin el lujo de tener un mapa batimétrico recién generado con el Sentry. El blanco de exploración sería confirmado dentro del submarino. Por otro lado, la emoción y la gloria del descubrimiento que nos espera al equipo de exploración ¿Qué se encontrarán? 

It turns out, a carpet of worms in methane-saturated sediment. Near the summit of this seep mound, the ground has a peculiarly rough and silver-grey texture, which – on closer inspection – turns out to be little worm tubes in sponge-like sediment. In the following images, we zoom in from the macro to the microscale. First comes a landscape shot of the seep habitat with methane-dependent tubeworms and weathered carbonate outcrops, then a closer view of the ground with clam shell debris and tube worms, and finally the zoom of the sediment surface with worm burrows – visible as little lobes – embedded.screen-shot-2016-12-18-at-12-19-52-pmsm

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screen-shot-2016-12-18-at-12-15-54-pmsmFrom other seep locations, similar colonies of amphitrid worms in methane-rich sediment are known; they inhabit a location that is so far the most sulfidic and methane-rich sediment seen on the entire cruise. Six cores were harvested quickly, not bad considering that the pilot-in-training had to rush as the weather decayed at the surface and Alvin had to return around 1:30 pm. During the science meeting in the evening, these sediments become fashionable, and tomorrow’s Alvin dive will go for more material. Also, Sentry is going in at night and is mapping the entire site; with a little luck, tomorrow’s dive team will start with a deluxe color bathymetric map of their dive target.

Now we need a name for this seep site. The old technical designation, Guaym-09A, is somehow not what we would like to see. Octopus Mound or Octopus Garden has been suggested, since these critters are all over the mound. Wormy Sponge is another possibility…

The fifth Alvin dive, No. 4865 / La quinta inmersión del Alvin, No. 4865

Today’s dive team continues the exploration of Ringvent; Alvin is piloted by Pat, and the science observers are Ryan Sibert of Univ. of Georgia, Athens, and Min Song from China, currently of Bremen University, Germany. Ryan is a seasoned science observer who has been through eventful and unforgettable deployments in the Gulf of Mexico two years ago, and Min is a beautifully poised and composed Alvin initiate. El equipo de inmersión de hoy continúa la exploración del Ringvent; el Alvin es pilotado por Pat, y los observadores científicos son Ryan Sibert de la Universidad de Georgia y Min Song de China, actualmente de la Universidad de Bremen, Alemania. Ryan es un experimentado observador científico que ha pasado por despliegues llenos de acontecimientos e inolvidables exploraciones en el Golfo de México desde hace dos años, y Min es iniciada formidablemente en equilibrio y compostura para visitar el Alvin.

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Heatflow measurements of the western Ringvent area continue; while the outer sedimented margin is quite cold, Alvin finds the entrance to a small gully that cuts eastward into the gradually rising slope of Ringvent. At the head of this gully, Alvin runs into steep slopes of carbonate flanges,  Beggiatoa mats [growing on carbonate slabs] and active hydrothermal seepage with temperatures above 70C [see below], even hotter than what we found on the previous dive. Las mediciones de flujo de calor de la zona occidental del Ringvent continúan; mientras que el margen externo sedimentado es bastante frío, el Alvin encuentra la entrada a un pequeño barranco que corta hacia el este en la cuesta gradualmente ascendente del Ringvent. En la cabecera de este barranco, el Alvin corre a pendientes pronunciadas de filos de carbonato, esteras de Beggiatoa [creciendo sobre placas de carbonato] e infiltraciones hidrotermales activas con temperaturas por encima de 70C, incluso más caliente que la que encontramos en la inmersión anterior.screen-shot-2016-12-17-at-3-55-10-pm

The animal fauna changes quickly as Alvin approaches an active seep site; with increasing frequency, the bottom camera of Alvin captures closeup images of tube worms, small crabs, and peculiar purple clumps that remain for now unidentified.

screen-shot-2016-12-17-at-3-40-22-pmsmThis very successful dive returns early, since we are heading towards Guaymas Port to pick up the emergency packets and parts of the shipment from Bremen, Germany – whatever has been released up to this point.  The shipment has just arrived by truck from Manzanillo [1 box of 16] and Guadalajara [11 boxes of 28], plus some emergency boxes that the Atlantis’ agent, well-known Vasile Tudoran, has driven from California across the border. Finally, the local customs officials could be persuaded to work a little longer although their Christmas party was about to start at 17:00. At last, the Pilot boat is loading the surviving pieces; science crew members are ecstatic once they recognize one or the other of their favorite boxes on photos that have been emailed ahead. The only difficulty is that the boat has to wait for the fog to lift; we stand by and hope for the best. img_0728     Este buceo muy exitoso regresa temprano, ya que nos dirigimos hacia el Puerto de Guaymas para recoger los paquetes de emergencia y partes del envío desde Bremen, Alemania – lo que haya sido liberado hasta este punto. El cargamento acaba de llegar en camión desde Manzanillo [1 caja de 16] y desde Guadalajara [11 cajas de 28], además de algunas cajas de emergencia que el agente de la Atlántida, el conocido Vasile Tudoran, ha conducido de California a través de la frontera. Por último, los funcionarios de aduanas locales podrían ser persuadidos a trabajar un poco más, aunque su fiesta de Navidad estaba a punto de comenzar a las 17:00. Por fin, la lancha está cargando las piezas sobrevivientes. Los miembros de la tripulación de científicos están eufóricos una vez reconocen una que otra de sus cajas favoritas en las fotos que se han enviado por adelantado. La única dificultad es que el barco tiene que esperar a que la niebla se levante. Esperamos que todo salga bien.  

Postscriptum: The shipment turns out to be less generous than expected; Mexican Customs has released only fairly basic stuff, of course welcome but still not the real deal. In addition, some of the emergency packages – freshly sent form Germany and Woods Hole – have disappeared without a trace, leaving some researchers and also the engineers on the ship high and dry, and forcing us to move from plan B to plan C. The Atlantis is still running, but the overall outcome of this episode resembles the battle of Jutland – high expectations on all sides but very little achieved.

The fourth Alvin Dive, No. 4864 / Cuarta Inmersión del Alvin, No. 4864

Today [Thursday, December 15] expedition leader Bob Waters will pilot Alvin to a most unusual feature, an off-axis ring-shaped structure – also known as Ring Vent –  that looks like a methane seep and shares its chemical characteristics, but it is powered by the residual hydrothermal activity of a buried basalt sill. First-time Science observer is Tito Montenegro, a Fulbright exchange student from Colombia, now at the University of Georgia for graduate study. Tito is tirelessly and meticulously translating these blog pages into Spanish, and will chaperone the author on this dive. Hoy [Jueves, 15 de Diciembre], el líder de la expedición Bob Waters pilotará al Alvin con una característica inusual, una estructura en forma de anillo fuera de eje, también conocida como el Ring Vent, que parece una filtración de metano por sus características químicas, pero además es impulsado por la actividad residual hidrotermal de un umbral de basalto enterrado. El primer observador científico es Tito Montenegro de la Universidad de Georgia, originario de Colombia. Tito traduce incansable y meticulosamente estas páginas de blogs al español, y el autor acompañará también esta inmersión.   img_5707

Ringvent turns out to be a fascinating hybrid. Its fauna resembles a methane seep community; the tubeworms [photographed here up close in their chitin sheaths] are very similar to those that are commonly seen in the Gulf of Mexico. Their symbiotic bacteria do not oxidize sulfide, but methane; the worms are smaller and thinner than a typical Riftia, but considerably more long-lived; a methane tubeworm colony can grow to be hundreds of years old. Ringvent resulta ser un híbrido fascinante. Su fauna se asemeja a una comunidad de filtración de metano; Los gusanos tubulares son muy similares a los que se observan comúnmente en el Golfo de México. Sus bacterias simbióticas no oxidan el sulfuro, sino el metano; Los gusanos son más pequeños y más finos que el típico gusano Riftia, pero considerablemente más duraderos. Una colonia de gusanos de metano pueden llegar a tener cientos de años de antigüedad. screen-shot-2016-12-16-at-6-46-07-pmsm

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These tube worms are associated with massive carbonate outcrops, almost certainly produced through oxidation and bioremineralization of organic matter and methane. It will be interesting to measure the stable carbon isotopic composition of these carbonates to identify the source compounds. Estos gusanos de tubo se asocian con afloramientos masivos de carbonatos, producidos casi con seguridad a través de la oxidación y bioremineralización de materia orgánica y metano. Será interesante medir la composición isotópica de carbono estable de estos carbonatos para identificar la fuente de estos compuestos.

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The most remarkable feature of the Ringvent system are the hydrothermal hot spots; we find areas of shimmering warm water flow, marked with orange and white Beggiatoa mats, just as in Guaymas Basin. Even a lone Riftia is present – the northernmost Riftia in the world, here in the lower center of the image. Ringvent is, for all its distance from the spreading center, a genuine hydrothermal outpost within the greater Guaymas Basin spreading area. La característica más notable del sistema Ringvent son los puntos calientes hidrotermales; Encontramos zonas de flujo de agua cálida y brillante, marcadas con esteras de Beggiatoa naranjas y blancas, al igual que en la Cuenca de Guaymas. Incluso un Riftia solitario está presente – el Riftia más septentrional del mundo, aquí en el centro inferior de la imagen. Ringvent es, a pesar de su distancia desde el centro de expansión, un auténtico puesto hidrotermal dentro de la zona de expansión de la Cuenca del Guaymas.

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At the latest possible time, at 4 pm, we drop weights and return to the surface at 5 pm; another epic nine-hour dive is concluded. Tito enjoys a truly special first dive, followed by an elaborate Alvinaut initiation. He takes it in stride and is now the first representative of Colombia among those who have visited these remote deep-sea worlds in person.  img_5718sm

The third Alvin Dive, No. 4863 / La Tercera Inmersión del Alvin, No. 4863

On the third Alvin Dive of this cruise, Science observers Alexander Epp [center] and Javier Caraveo-Patino [right] join Alvin pilot Jefferson Grau [left] on an exploratory dive to visit some hydrothermal features 2 miles north of the commonly sampled area. Alexander, a journalist with the German weekly Der Spiegel, prepares a web feature on this Expedition. Javier, a biologist at the Centro de Investigaciones Biologicas del Noroeste in La Paz, Baja California, explores trophic ecosystem structure of different animal communities in the Gulf of California; while he has worked a lot with whales, hydrothermal vents present now a new challenge. At the time of posting this blog after 5 pm, they have racked up a nine-hour dive, an epic adventure by any standards! They are about to surface, and we will hear more quite soon.

img_5690En la tercera inmersión del Alvin de esta expedición, los observadores científicos Alexander Epp [centro] y Javier Caraveo-Patiño [derecha] se unen al piloto de Alvin Jefferson Grau [a la izquierda] en una inmersión exploratoria para visitar algunas características hidrotermales 2 millas al norte del área comúnmente muestreada. Alexander, periodista del semanario alemán Der Spiegel, prepara un artículo web de esta Expedición. Javier, biólogo del Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste en La Paz, Baja California, explora la estructura del ecosistema trófico de diferentes comunidades animales en el Golfo de California; Mientras que él ha trabajado mucho con las ballenas, los respiraderos hidrotermales presentan ahora un nuevo desafío. Para cuando subimos este post en el blog después de las 5 pm, ellos han acumulado una inmersión de nueve horas, una aventura épica sobre cualquier estándar! Están a punto de salir a superficie, y escucharemos más pronto.   This dive leads into an area of craggy, steep and hot hydrothermal formations that has not been visited for at least 20 years. Here, Alvin moves gingerly around a huge pillar of hydrothermal rock that we have since called “Giant Thing”. Esta inmersión conduce a un área de formaciones hidrotermales escarpadas, empinadas y calientes que no se han visitado en por lo menos 20 años. Aquí, el Alvin se mueve con cautela alrededor de un enorme pilar de roca hidrotermal que desde entonces hemos llamado el Giant Thing (la “Cosa Gigante”).hydrothermaledifice

Since this is a hydrothermal wildlife safari, we are showing some characteristic specimens in their native habitat. Anemones are easy to stalk since they do not swim away; these sessile animals [tunicates, or Manteltiere in German] feed on whatever they can catch out of the bottom current. Interestingly, they are distant cousins of the vertebrates. Dado que se trata de un safari de vida silvestre hidrotermal, estamos mostrando algunos especímenes característicos en su hábitat nativo. Las anémonas son fáciles de acechar ya que no pueden escapar nadando; estos animales sésiles [tunicados, o Manteltiere en alemán] se alimentan de lo que puedan atrapar fuera de la corriente inferior. Curiosamente, son primos distantes de los vertebrados.

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However, they do not have eyes or a face [presence or absence of brain being too variable a marker], and that limits the feelings of evolutionary kinship that we may have for them. This is not the case with the top predator in this ecosystem, the benthic octopus. Here appears Erwin [or Erwinella – hard to tell] and looks at the visitors with soulful mollusc eyes. Sin embargo, no tienen ojos ni rostro [la presencia o ausencia de un cerebro es demasiado variable como para ser un marcador], y eso nos limita la percepción de parentesco evolutivo que podemos tener hacia ellos. Este no es el caso con el depredador superior en este ecosistema, el pulpo bentónico. Aquí aparece Erwin [o Erwinella – difícil de decir] y mira a los visitantes con ojitos de ternero degollado.

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Among all invertebrates, Octopi – members of the molluscs – are certainly the most intelligent. They are naturally quite curious, inspect Alvin, and allow us to have their picture taken while they are curling up their tentacles in a most decorative fashion. Erwin [or Erwinella] humors the observers in their strange spaceship for several minutes, then decides this is enough celebrity time and with one elegant sweeping motion rises into the water before assuming its position further away from the intruding submersible. Entre todos los invertebrados, los pulpos – miembros de los moluscos – son ciertamente los más inteligentes. Son naturalmente bastante curiosos, inspeccionan al Alvin, y nos deja sacarle una foto mientras que se encrespan encima sus tentáculos en una manera más decorativa. Erwin [o Erwinella] alegra a los observadores en su extraña nave espacial durante varios minutos, luego decide que es suficiente tiempo para hacerse el célebre y con un elegante movimiento de barrido se eleva en el agua antes de que nos de una pista su posición a la distancia del sumergible. 

The rocky outcrops or mineral mounds harbor many hot spots where hydrothermal fluids emerge from distinct flow channels. These light grey or colorless fluids differ in composition from the classic metal- and sulfide-rich “black smoker” fluids at basalt-hosted vert sites, that would form grey or black sulfide precipitates as soon as the fluids encounter the cold deep sea water. Here, most of the metals have already been filtered out during the long passage through the sediments, resulting in vent fluids that are less toxic than usual while containing a rich assortment of microbial energy sources – sulfide, hydrogen, methane, ammonia – and carbon sources sch as methane, CO2, and even organic acids, mostly acetate [the same as in vinegar].

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Los agrupamientos rocosos o montículos minerales albergan muchos puntos calientes donde los fluidos hidrotermales emergen de distintos canales de flujo. Estos fluidos de color gris claro o incoloros difieren en composición de las “fumarolas negras” lanzadas desde respiraderos en medio de la roca basáltica, ricas en metales y sulfuros. Tan pronto estos fluidos se encuentran con el agua fría del mar profundo, se forman precipitados grises o negros. Aquí, la mayoría de los metales ya han sido filtrados durante el paso de los sedimentos, lo que produce fluidos hidrotermales que son menos tóxicos de lo habitual, a la vez que contienen un rico surtido de fuentes de energía microbiana – sulfuro, hidrógeno, metano, amoniaco y fuentes de carbono como metano, CO2 e incluso ácidos orgánicos, en su mayoría acetato [igual que el vinagre].

With so many sights to see, it is no surprise that Alvin spends more time in the deep than usual; the nine hours of this dive pass quickly and Alvin returns in golden sunset glow. Con tantos lugares para ver, no es de extrañar que el Alvin pase más tiempo en lo profundo de lo normal; Las nueve horas de esta inmersión pasan rápidamente y el Alvin regresa con el brillo dorado de la puesta de sol.img_5699sm

Alex gets properly initiated into the Society of Alvinauts, by diving for his lucky peso in a hydrothermal ice bath. True to his journalist vocation, he has it all recorded on Gopro. Javier will be hard at work preparing his hydrothermal animal specimens, a rich catch of worms and crabs, but – thank god – not Erwin.  Alex se inicia adecuadamente en la Sociedad de los Alvinautas, buceando en búsqueda de su monedita de la suerte en un baño de hielo hidrotermal. Fiel a su vocación periodística, l o tiene todo grabado en su Go-Pro. Javier estará trabajando duro preparando sus especímenes de animales hidrotermales, una rica captura de gusanos y cangrejos, pero – gracias a Dios – no trajo a Erwin.

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The Mat Mound Massif / El Mat Mound Massif

This blog page introduces the Mat Mound Massif, a group of hydrothermal mounds that rise 5 to 10 meters above the sediment-covered seafloor; they represent the primary dive targets of dive 4861 and 4862. Some of these mounds are entirely overgrown with orange and white Beggiatoa mats and Riftia colonies. Instead of too much commentary, here is the first installment of pictures, taken from the Alvin framegrabber site. This inexhaustible gallery of Alvin photos is publicly accessible on the WHOI website (whoi.edu) and can be inspected for every dive individually. The pictures are a little rough [low resolution] but give a first impression. Este blog tiene el gusto de presentarles el Mat Mound Massif, un grupo de montículos hidrotermales que se elevan de 5 a 10 metros por encima del fondo marino sedimentado. Estos son los primeros puntos de interés de las inmersiones 4861 y 4862. Algunos de estos montículos están completamente cubiertos de tapetes en color naranja y blanco de Beggiatoa y colonias de Riftia. En lugar de extenderme en comentarios, aquí está la primera entrega de imágenes, tomadas del sitio web del Alvin, el framegrabber. Esta inagotable galería de fotos del Alvin está públicamente accesible en el sitio web de WHOI (whoi.edu) y puede ser inspeccionada por cada inmersión individualmente. Las imágenes están un poco en baja resolución, pero nos dan una primera impresión.   subsea2-20161212_162101A particularly craggy peak, with a picture book assemblage of Riftia tube worms – strictly chemosynthetic animals that do not eat, but live by their internal sulfide-oxidizing microbial symbionts alone – and chemosynthetic orange and white Beggiatoa mats that thrive by oxidizing sulfide as their primary energy source. Un pico particularmente escarpado, junto a una colonia de gusanos del tubo de Riftia – animales estrictamente quimiosintéticos que no comen, sino que viven únicamente por sus simbiontes microbianos internos que oxidan los sulfuro – y las esteras quimiosintéticas de Beggiatoa en color naranja y blanco que prosperan gracias a la oxidación del sulfuro como fuente primaria de energía. subsea1-20161212_220802This mound is covered from top to bottom with a dense forest of Riftia. The red gills of these sessile worms capture oxygen, sulfide, and CO2 and send it into the animal’s bloodstream, which then circulates through a specialized organ that fills most of the body cavity, the trophosome. This unique organ is essentially an incubator for the bacterial symbionts, where they are kept well supplied with sulfide as energy source, oxygen as electron acceptor, and CO2 as carbon source.  The worms snack on these internal bacteria and nothing else; the diet seems to be wholesome since Riftia can grow very fast, from tiny larva to 2m-long adult worm, in a few years. Este montículo está cubierto de arriba a abajo con un próspero bosque de Riftia. Las branquias rojas de estos gusanos sésiles captan oxígeno, sulfuro y CO2 y lo envían al torrente sanguíneo, que luego circula a través de un órgano especializado que llena la mayor parte de la cavidad corporal, el trofosoma. Este órgano único es esencialmente una incubadora para los simbiontes bacterianos, donde se mantienen bien suministrados con sulfuro como fuente de energía, oxígeno como aceptor de electrones y CO2 como fuente de carbono. Los gusanos se surten de estas bacterias internas y de nada más. La dieta parece ser saludable ya que Riftia puede crecer muy rápido, desde larvas diminutas a gusanos adultos de 2 m de largo, en pocos años. 

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This orange Beggiatoa mat covers the hydrothermal sediment underneath like a carpet, and hosts many small worms with lively little tentacles that appear here as small holes in the orange fluffy fabric. Some Riftia tubes are embedded within or growing on the mats. Esta alfombra microbiana de Beggiatoa cubre el sedimento hidrotérmico como una alfombra, y alberga muchos gusanos pequeños con pequeños tentáculos animados que aparecen aquí como pequeños agujeros en la superficie de color naranja esponjoso. Algunos tubos de Riftia están creciendo incrustadas o sobre las esteras microbianas. 

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Alvin collects an inactive chimney from the top of one of these peaks; this brittle mineral structure is formed from precipitated sulfides and carbonates and easily breaks or crumbles to pieces. However, the sample is handled delicately by the massive Alvin claws. In the hands of an experienced pilot, these robot arms could hold delicate teacups… Alvin colecta una chimenea inactiva de la parte superior de uno de estos picos; Esta estructura mineral frágil se forma a partir de sulfuros y carbonatos precipitados y se rompe o se desmenuza fácilmente en trozos. Sin embargo, la muestra es manejada delicadamente por las garras del Alvin. En las manos de un piloto experimentado, estos brazos de robot podría sostener hasta una delicada tazas de té…

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Last but not least, here is the sulfur-dusted, warm and hydrocarbon-rich sediment where the sediment cores of dive 4861 were collected. Based on our admittedly not very large dataset of temperature profiles (10) in this mat and its margins, the areas with the thickest white surface layers appeared to be the warmest (ca. 55C at 50 cm depth) and the edges are cooler (15 to 20C at 50 cm depth). The mat can be found ca. 20 meters north from the Mat Mound Massif and is easily accessible, with ample parking space for Alvin. subsea2-20161212_191151Por último, pero no menos importante, aquí tenemos sedimentos calientes con azufre en polvo y rico en hidrocarburos donde se recogieron los núcleos de sedimentos de la inmersión 4861. Basado en en nuestro no muy grande conjunto de datos de temperatura (10) en esta estera microbiana y sus márgenes, las áreas con las capas superficiales blancas más gruesas parecen ser las más cálidas (55 ºC aproximadamente a 50 cm de profundidad) y los bordes son más fríos (15 ºC a 20 ºC a 50 cm de profundidad). La estera se puede encontrar aproximadamente a 20 metros al norte del Mat Mound Massif y es de fácil acceso, con un amplio espacio de parqueo para el Alvin.

Second Alvin Dive, No. 4862 / Segunda Inmersión del Alvin, No. 4862

The science crew is mostly asleep after an exhausting night of processing cores, and the breakfast lines are thin, but two science crew members are up in time, no matter what.  Science observers Dirk de Beer of the Max-Planck-Institute for marine Microbiology in Bremen [with glasses], and postdoc Emil Ruff, formerly at the MPI but now at the University of Calgary, Canada [with microbial T-shirt], are reporting for this Alvin dive. Dirk has dived in Alvin already in 2009, and novice diver Emil is now seeing a lifelong dream fulfilled at last. Mark the date: December 13, 2016. The wonders of the deep await them, but I told them, don’t come back without good Beggiatoa mat cores. El equipo de científicos suele estar dormido después de una agotadora noche de núcleos de procesamiento, y el horizonte para el desayuno es limitado, pero de cualquier modo, dos miembros de la tripulación científica están a tiempo. Los observadores científicos Dirk de Beer del Instituto Max-Planck de Microbiología Marina en Bremen [con anteojos], y el postdoctor Emil Ruff, antes en el MPI pero ahora en la Universidad de Calgary, Canadá [con camiseta microbiana], se presentan para la inmersión del Alvin. Dirk ya ha tripulado en el Alvin en el 2009, y el tripulante novato Emil ahora está viendo como finalmente sus sueños se hacen realidad. Marquen la fecha: 13 de diciembre de 2016. Las maravillas les esperan en la profundidad. Pero les dije que no vuelvan sin buenos núcleos de esteras con Beggiatoa.img_5660sm

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One final wave and off they go. The sub is piloted by Pat Hickey, who has racked up more Alvin dives than any other human on the planet (680-ish and counting). There is an informal competition going on among Alvin pilots, almost like counting the years of royalty on the throne.  They are definitely keeping track! Una última ola y se van. El submarino es pilotado por Pat Hickey, que ha acumulado más inmersiones del Alvin que casi cualquier otro humano en el planeta (650 y contando). Hay una competencia informal entre los pilotos del Alvin, casi como contar los años de la realeza en el trono. ¡Definitivamente se están siguiendo la pista!

The dive is long and productive, and the team returns with lots of really plush orange Beggiatoa cores from a very warm site, with temperatures at 50 cm approaching 75C. This site does not smell  of hydrocarbons, but – based on the many bubbles that have escaped from many cores – appears to be rich in methane. After previous studies in 2008 and 2009, we recognize the classic combination of methane- and sulfate-rich sediments where methane-rich subsurface fluids and sulfate-rich seawater mix not just by gradual [and very slow] diffusion, but by convection, almost like in a hydrothermal laundromat. The large Guaymas Beggiatoa love this particular environment and grow as thick pillows on these sediments. matharvest

Here, Alvin samples sediment cores with a thick over of orange Beggiatoa; the cores are quite hot – ca. 70C – at the bottom and are eagerly awaited by the Beggiatoa aficionados on the ship.

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Before we can continue with serious science, newbie Emil has to be initiated into the select Society of the Alvinauts. A committee has prepared the solemn event that at first reminds one of the biblical footwashing ceremony that the Habsburg emperors performed until 1918, but all of a sudden it takes an unexpected turn — in a shower of ice water with coffee grinds. img_5668sm

While Emil is restoring himself after this exhausting dive, and the cores are carted off into the cold room, these two seem quite elated about something. We wonder about what? Follow the latest turns of the expedition on hashtag #GuaymasBasin.img_5687sm

First Alvin Dive, No. 4861 / Primera sumersión del Alvin, No. 4861

On Monday morning, Dec. 12, the first Alvin dive of this cruise is getting underway. The Alvin team has been up since 5 am, testing the systems of the sub and making sure everything is ready for deployment. La mañana del lunes, 12 de Diciembre, la primera sumersión del Alvin, la primera inmersión de la expedición se está poniendo en marcha. El equipo del Alvin ha estado en marcha desde las 5 de la mañana, probando los sistemas del submarino y asegurándose de que todo esté listo para el despliegue. img_5646

Before Alvin can even go into the water, Sentry has to return; the ocean is too small for both of them. img_5651smAt 6:30 am, in the rosy dawn, Sentry is carefully recovered, and data download begins almost immediately. The Sentry data and photos will help to guide Alvin on its dive. Antes de que el Alvin pueda entrar en el agua, el Sentry tiene que regresar; El océano es demasiado pequeño para ambos. A las 6:30 am, en el amanecer de tono rosa, el Sentry es cuidadosamente recuperado, y la descarga de datos empieza casi de inmediato. Los datos y fotos del Sentry ayudarán a guiar al Alvin en su inmersión. 

On this dive, we will target some well-studied hydrothermal hot spots, mostly the oil-rich and very hot Megamat site. We hope it is still there, after our repeat visits and intense sampling campaigns in 2008 and 2009. There is a high demand for oil-rich cores. To keep the geochemistry manageable and to use glass and plastic vials economically, we have decided to sample only large clusters of sediment cores centered around some exemplary geochemistry cores and thermal profiles, avoiding frivolous and self-indulgent detail sampling. Bob Waters is the pilot; the science observers will be myself and UNC’s extraordinary student JP [John  Paul] Balmonte. In spite of his youth, JP is already a seasoned marine explorer; he has spent much of his scientific life cruising in the Arctic Ocean, although he has also sailed the Atlantic and Pacific Ocean. But now comes the most rarefied experience for any oceanographer, the descent into the fume-laced cauldron of Guaymas Basin.img_5653

En esta inmersión, nos enfocaremos en algunos puntos hidrotermales previamente estudiados y de gran interés, sobre todo el punto Megamat, rico en petróleo y muy caliente. Esperamos que siga ahí, después de nuestras repetidas visitas e intensas misiones de muestreo en el 2008 y 2009. Hay una gran demanda de núcleos ricos en petróleo. Para mantener la geoquímica manejable y utilizar los frascos de vidrio y plástico económicamente, hemos decidido probar sólo grandes grupos de núcleos de sedimentos centrados alrededor de algunos núcleos ejemplares en términos de geoquímica y perfiles térmicos, evitando el muestreo de detalles frívolos y autoindulgente. Bob Waters es el piloto; Los observadores científicos serán yo y el extraordinario estudiante de UNC, JP [John  Paul] Balmonte. A pesar de su juventud, JP es ya un experimentado explorador marítimo; Él ha pasado gran parte de su vida científica navegando en el Océano Ártico, aunque también ha navegado el Atlántico y el Océano Pacífico. Pero ahora viene la experiencia más inusual para cualquier oceanógrafo, el descenso en la caldera de humo de la cuenca de Guaymas.

One more thing, my Co-PI Barbara MacGregor reminded me that the dive day – Monday, December 12 – is indeed a very important national holiday in Mexico, the day of the Virgen de Guadalupe. Who knows, perhaps we will owe her a candle? Somehow we follow a pattern that visits to Guaymas Basin include major holidays; the 1998 cruise ended on the Cinco de Mayo. Not every day may be a feast day, but there are no everyday days in Guaymas Basin. Una cosa más, mi colega Barbara MacGregor me recordó que el día de la inmersión – lunes, 12 de diciembre – es de hecho una fiesta nacional muy importante en México, es el día de la Virgen de Guadalupe. Quién sabe, tal vez le deberíamos poner una velita. De alguna manera seguimos un patrón de visitas a la Cuenca de Guaymas durante feriados importantes; El crucero de 1998 terminó siendo Cinco de Mayo. No todos los días podrían ser un día festivo, pero nunca hay días cotidianos en la Cuenca de Guaymas.

It will turn out to be a very successful dive; we find a massive hydrothermal mound with multiple peaks, overgrown with Riftia, microbial mats, and Alvinella polychaetes, harboring swarms of crabs that climb around everywhere, surrounded by clams in the hydrothermal mud at the base; not to forget weird little deep-sea fish, and – enthroned at the top predator level of this ecosystem – the benthic octopus. We collect – or more accurately, pilot Bob Waters collects – 36 sediment cores from a large area of warm, hydrocarbon-rich sediment covered with sulfur dusting at the base of this multipeak mound massif. For those who have followed previous Guaymas dive blogs [teskelab.wordpress.com], this is broadly the same location as the Mat Mound site back in 2008/2009. But today, Mat Mound seems to have grown considerably, and changed in appearance to something grander. img_5659smDive pictures will be posted asap, probably on a separate blog page dedicated solely to the Mat Mound Massif, as it shall be known from thereon. But in the meantime, here is JP Balmonte after his Alvin baptism. He was the most professional and poised Alvin initiate ever, keeping a meticulous dive and core log throughout, and expertly operating the Alvin cameras.

Getting Alvin and Sentry ready / Alistando el Alvin y el Sentry

This morning, the pink desert mountains of Baja California appeared on the western horizon – we have entered the Gulf of California. Today in the late afternoon RV Atlantis will be on station in Guaymas Basin. Time to get Alvin ready for tomorrow; the Alvin crew is working on the sampling basket that is customized for every single dive with a specified combination of temperature probes, core quivers, bioboxes [for sequestering that famous deep-sea octopus that will certainly be caught soon] and general sample boxes. Esta mañana, las montañas rosadas de los desiertos de Baja California han aparecido en el horizonte del occidente – hemos entrado en el Golfo de California. Hoy en la tarde, el RV Atlantis estará en la estación de la cuenca de Guaymas. Es hora de alistar el Alvin para mañana; la tripulación del Alvin está trabajando en canasta de muestras que está diseñada con una combinación específica de sensores de temperatura, canastas para núcleos de perforación (core quivers), bio-cajas [para secuestrar los famosos pulpos del mar profundo que ciertamente serán atrapados pronto] y en general cajas para guardar muestras.

img_5638smSentry , visible on the right, will go into the water this evening, and follow a pre-programmed route at either 5 m [for photo mosaics] or 65 m altitude [for backscatter or shallow seismic surveys] over the seafloor. To navigate so accurately, Sentry requires a good bathymetric map of ocean depth in its target area, in order not to fly into a seamount or a large hydrothermal chimney.  With the help of the seafloor photomosaic, it will be possible to verify the current extent of seafloor hot spots and microbial mats and to provide promising targets to Alvin, just as it descends towards the hydrothermal core of the Guaymas Basin spreading center. El Sentry, mostrado a la derecha, se sumergirá en el agua esta noche, y seguirá una ruta pre-programada para foto mosaicos a 5 m de distancia o para chequeo sísmico a 65 de altura sobre el fondo marino. Para navegar con precisión, el Sentry requiere un buen mapa batimétrico de la profundidad en el océano alrededor de los puntos de interés, pero sin chocar contra montañas marinas o contra las grandes chimeneas hidrotermales. Con la ayuda del fotomosaico del fondo marino, será posible verificar la extensión disponible de epicentros termales y capas microbianas en el fondo marino, y de ese modo proveer coordenadas promisorias para explorar en el Alvin, el cual descenderá hacia el núcleo hidrotermal en el centro radiante de la cuenca de Guaymas. 

The hydrothermal fluids emit lots of radioactive elements and their decay products from the Earth’s ocean crust, and measuring these as an indicator for the strength of hydrothermal flow is the vocation of Rick and Leigha Peterson from Coastal Carolina University. img_5637smThey belong to the happy few  who have carried their essential equipment by hand through the airport and customs of Mexico City, and now have have the radium lab set up, shown by Rick. As an aside, hydrothermal fluids do not glow in the dark, but perhaps there is a market for them in the United States, as “uniquely energizing oceanic geotonic”. Los fluidos hidrotermales emiten muchos elementos radiactivos y sus productos del decaimiento de la corteza terreste, y medirlos como un indicador de la fuerza del flujo hidrotermal es la vocación de Rick y Leigha Peterson de Coastal Carolina University. Ellos pertenecen a los pocos felices que trajeron sus materiales y equipos esenciales a mano a través del aeropuerto y Aduanas de Ciudad de México. Ahora tienen listo su laboratorio listo donde usarán Radio, como se puede ver ahí a Rick. Nota aparte, los fluidos hidrotermales no brillan en la oscuridad, pero quizás haya mercado para ello en los Estados Unidos, algo como “Gin-tonic oceánico únicamente energizante”.   

img_5643At five in the afternoon, we have arrived on station in Guaymas; the Gulf of California is as calm as a quiet lake, and Sentry goes into the water for its first survey. It will be an eventful night for Sentry while the science crew can catch up on sleep for tomorrow’s Alvin launch, featuring pilot Bob Waters, yours truly and UNC’s JP Balmonte. A las cinco de la tarde, hemos llegado a la estación de Guaymas; el Golfo de California es tan calmado como un laguna, y el Sentry va al agua para su primera inspección. Será una noche agitada para el Sentry mientras la tripulación de científicos se ponen al día reponiéndose con algo de sueño para preparase para la sumersión del Alvin, con el piloto Bob Waters.

Time for dressing up / Hora de los disfraces

On this Saturday morning, it is time for dressing up. The highly popular ship emergency exercise is on the agenda, which means that the new science cruise members try on their emergency suits. The process always brings out a new look; the participants turn into grinning red lobsters with very large claws. Here we see how Emil Ruff, at sea the very first time – in a previous life he was a “molecular slave” who processed samples from all over the world without ever leaving his home lab – is completing the anthropoid-arthropoid transformation in the most theatrical manner, to Dirk’s delight. It is good to see that he smiles again!  El sábado en la mañana fue la hora de los disfraces. img_5626-copyEl bien popular ejercicio de emergencia en el barco está en la agenda, eso significa que los nuevos miembros de la tripulación se medirán sus trajes de emergencia. El proceso siempre implica lucir un nuevo look; los participantes se miden el disfraz de langostas en rojo vistoso con tenazas grandes. Aquí vemos como Emil Ruff, por primera vez en el mar – en alguna de sus vidas pasadas fue un “esclavo molecular” que procesó muestras de todo el mundo sin haber salido alguna vez del laboratorio – está completando su transformación antropoide-artropoide en su forma más teátrica… para degustación de Dirk. ¡Genial verlo sonreír otra vez! img_5628-copy

After this diversion, we return to science. After all, tomorrow afternoon we will be on station in the southern Guaymas spreading center, Sentry will begin its first dive in Guaymas Basin, a CTD deployment is planned, and only Alvin – the best – will be saved for last, Monday morning. Después de la diversión, retornamos a la ciencia. Después de todo, mañana en la tarde estaremos en la estación sur del centro de propagación. Sentry se sumergirá por primera vez en la cuenca de Guaymas, un sondeo con el CTD también está planeado… y solo el Alvin – el broche de oro – se sumergirá hasta el lunes en la mañana.