Ir al contenido principal

Titanic, from iceberg to bacteria




<<< Return to Spanish version
[Press PLAY to listen "Hymn to the sea" while you read the post]

Sometimes things occur around the world of such intensity that resonates over time, producing a kind of echo. The story of the Titanic causes a particular effect on who listen it, almost as if it were a Bible story: that huge ship, all those people in the ocean at night, the iceberg...

The Royal Mail Steamer Titanic was the product of an intense competition between British shipping companies in the first half of the twentieth century. White Star Line was in a battle for supremacy of steamship with Cunard Line, famous for the construction of two of the most sophisticated and luxurious ships of that time. On the one hand, Mauretania had set a speed record in transatlantic crossing. On the other hand, Lusitania, whose tragic final came in the annals of history when a torpedo launched by a German submarine sank it, precipitating the entry of the United States in the Great War.

The response of White Star Line was the construction of the Olympic Class: three ships including the RMS Titanic. The biggest steamship passengers ever built caused a stir when he departed from Southampton (England) on 10 April 1912 in its maiden voyage. After stops in Cherbourg (France) and Queenstown (now Cork, Ireland), the ship sailed to New York with 2,240 people aboard, including passengers and crewmembers.


RMS Titanic leaving Southampton.
Since this was the first transatlantic crossing of the most famous ship in the world, many of the passengers were high rank officials, wealthy industrialists, dignitaries and celebrities. In the second class academics, tourists and journalists travelled. But by far the largest group of passengers was in the third class, with more than 700, higher than the other two levels combined.

The fifth day, 600 km down the coast of Newfoundland (Canada), on a calm sea under a clear sky, the Titanic began to turn into a legend after meeting with an element of nature. The collision with the iceberg occurred at 23:30 on April 14th in 1912 and in less than three hours 50,000 tons of iron were submerged under the sea.

It just has been thirty years since oceanographer Robert Ballard discovered the Titanic in the depths of the Atlantic Ocean (1985) and was surprised by how the ship remained, predicting that it would not deteriorate too in a short term. But since then it has been observed that month by month, year by year, the ship is disappearing and that is happening faster than many experts expected.


Mainmast, captain's cabin and stern deck, where passengers gathered as they sank, have also collapsed. The look-out from Iceberg! was shouted it has disappeared. Huge holes in their decks have opened, metal walls have fallen and strange structures like brown stalactites have multiplied, as a result of the iron corrosion. These formations have been called rusticles.




Titanic hull is made of steel, which is an alloy of iron with small amounts of carbon. Iron is an "active" metal, which means that when it corrodes the by-products not form a protective layer on the metal to prevent further corrosion. In fact, when iron oxidize, iron oxide (Fe2O3) forms a porous crust that is permeable to water, allowing more water contact with iron under the oxide layer, even without corroding, causing that corrosion continues.

Greater degree of oxidation occurs when iron is under mechanical stress in places such as combinations, curves and rivets. When this occurs, Fe atoms are more weakly bound, so they are more easily oxidized by oxygen dissolved in water. In the following reaction, electrons are transferred from the iron to oxygen, oxidizing iron and reducing oxygen.



Fe (s) → Fe2+ (aq) + 2 e-
Iron oxidation half-reaction.

O2 (g) + 2 H2O (l) + 4 e- → 4 OH- (aq)
Oxygen reduction half-reaction.

2 Fe (s) + O2 (g) + 2 H2O (l) → 2 Fe2+ (aq) + 4 OH- (aq)
Redox reaction..

2 Fe2+ (aq) + 4 OH- (aq) → Fe(OH)2 (s)
Synthesis reaction.

4 Fe(OH)2 (s) + O2 (g) → 2 Fe2O3(s) + 4 H2O (l)
Second product of the oxidation of iron (rusticles).



Such oxidation occurs more easily at warm temperatures, where oxygen, water, salts or impurities are. But the ocean temperature decreases with depth, while pressure increases. Likewise gas solubility increases and salt solubility decreases. 4 km below the ocean surface, with water temperatures near freezing and low oxygen or salts dissolved in water, any chemical reaction would be blocked, and the metal should rot very slowly.

Canadian and Spanish researchers have isolated twenty seven bacterial strains from a rusticle of Titanic. Among them, they have identified a new species ever found in such deep waters. After this discovery, in 2010, they characterized and designated as Halomonas titanicae, taking into account the place of isolation. This type of bacteria is anaerobic, lives at very low temperatures (2-3 °C) and uses iron and minerals of boat hull to get energy. Researchers showed that bacteria are fixed to the steel surface and generate corrosion products that contribute, along with other microorganisms, to deterioration of the Titanic.


Halomonas titanicae was isolated and characterized by researchers at the University of Sevilla.

In seawater, sulfate ions are abundant and are converted to hydrogen sulfide (H2S) by these "eat-iron" bacteria:

SO42- + 10 H+ + 8 e- → H2S + 4 H2O

In seawater, pH is typically 8, but with the depth increases the solubility of carbon dioxide (CO2), making the water more acidic, as it is shown in the following reaction:

H2O + CO2 → H2CO3

Iron corrosion occurs more rapidly in acidic water, which balances the effect of depth and low temperature of the ocean delaying corrosion of the shipwreck. Some areas of the water surrounding the Titanic have a pH as low as 4. Moreover, the higher concentration of hydrogen ions, available by hydrogen sulfide dissolved in the water, contributes to the corrosion of iron as it is shown in the following reaction:

Fe (s) + 2 H+ (aq) → Fe2+ (aq) + H2 (g)

Bacteria are also able to convert hydrogen gas (H2) into hydrogen ions (H+), which then react to reduce the sulfate ions in water and, consequently, more iron is ionized. Furthermore, hydrogen sulfide (H2S) produced dissociates into ions in seawater and sulfide ions (S2-) form a precipitate with the iron ions (Fe2+) in water:



H2S (aq) ↔ 2 H+ + 2S2-
Dissociation of hydrogen sulphide ions.


Fe (s) + 2 H+ → Fe2+ + H2 (g)
Iron oxidation.

Fe2+ + S2- → FeS (s)
Synthesis of iron and sulfur.


Resulting iron sulfide (FeS) form insoluble deposits similar to rusticles, although they are black and less porous. Precipitation of FeS isolates more H+ ions, making them available for more iron oxidation. This in turn increases the speed at which the hull of Titanic deteriorates.

These "titanic" bacteria are being thoroughly investigated in order to save other structures beneath the ocean, which are also made of iron. Although they are the main responsible for the corrosion of the emblematic boat, you can learn a lot from their discovery. Scientists hope to obtain information that will be useful in creating new protective paints and covers for ships in the future. While the Titanic is deteriorating faster than was suspected at first, it is important to note that every different ecosystem that exists in the sea floor will decompose all shipwrecks over time.

While bacteria are the most significant factor, they are not the only contributing to accelerate Titanic corrosion. Natural oxidation in presence of oxygen and salts dissolved in seawater still play an important role. Another factor, relatively less significant, is due to organic material on board the ship. Due to it was a luxury ship, its interior was largely equipped with wooden panels. Since cellulose of wood decomposes, oxygen released contributes more to the iron corrosion of hull and also feeds the aerobic bacteria that produce by-products reducing pH of the water which surrounds the Titanic.

At the current rate, scientists have predicted that the wreck will be completely oxidized in the next 75-90 years. The discovery of anaerobic bacteria has allowed scientists to adjust their methods of predicting the corrosion rate of shipwrecks depending on environmental conditions.


Prediction of deterioration of RMS Titanic.

What is clear is that the Titanic is sentenced to disappear. Since disaster, it has inspired countless books and films and has not ceased to leave headlines. Meanwhile, his story has entered the public consciousness as a powerful warning about the dangers of human arrogance, as it happened with the Tower of Babel, who wanted to get to heaven and God didn’t allow it... but always at the expense of the same people.

Comentarios

Entradas populares de este blog

Símbolos de elementos químicos que ya nadie usa

Seguramente usted esté familiarizado con los símbolos de los elementos que aparecen en la tabla periódica, los cuales están estandarizados por la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) para un uso internacional.
Cuando un científico cree que ha descubierto un elemento nuevo, por lo general, lo anuncia con un nombre y símbolo nuevos. Además, puede que en libros antiguos de texto o revistas de otros países incluyeran elementos que más tarde fueron cambiados de nombre y símbolo una vez que apareció una lista oficial. En la siguiente tabla se presenta una relación de símbolos  y nombres de elementos que cayeron en desuso pero una vez tuvieron un lugar en la Química.
Símbolo Elemento Observaciones A Argón Ahora Ar. Ab Alabamina Nombre dado al falso descubrimiento del elemento astato (At). Ad Aldebaranio Nombre antiguo del Iterbio (Yb). Am Alabamio El alabamio es el nombre anterior dado a la alabamina. Am es ahora usado para el americio.

La rosa de «La Bella y la Bestia»

La rosa roja tiene una larga historia. Su simbolismo se ha asociado con el amor y sus diosas Afrodita y Venus, con la Virgen María e incluso con una política progresista, aunque no mucho en los últimos tiempos, al menos en España. Es la rosa más elegida el día de San Valentín, pero una vez cortada, si se cuida bien, dura solo unos pocos de días, muy lejos de los años que se supone que perduró la rosa encantada de “La Bella y la Bestia”.

Enseñar ciencia a través de blogs de divulgación

Recientemente he finalizado el Máster de Educación Secundaria en un intento de abrir un camino más en mi trayectoria científica. Mi trabajo final lo dediqué, ya que estamos inmersos en el tema, a los blogs de divulgación científica, algunos de los vuestros están por ahí, y su aplicación en las aulas. Me lo han publicado en la revista Publicaciones Didácticas y quiero compartirlo con todos vosotros.

La batalla perdida contra el resfriado

>> Descargo de responsabilidad: Este post no es para tomarlo como consejo médico, siempre consulte al suyo propio.
Cada farmacia, sobre todo en esta época, cuenta con hileras de medicamentos diseñados para tratar o prevenir infecciones agudas del tracto respiratorio superior, o lo que es lo mismo: un resfriado común.A pesar de esto, muy pocos de estos medicamentos son capaces de cumplir con su cometido.En la mayoría de los casos, sobre todo cuando atañe a niños, los efectos secundarios de estos medicamentos pueden ser peores que los síntomas a tratar. El término “resfriado” engloba un conjunto de signos y síntomas tan familiares para nosotros como son secreción y congestión nasal, tos, dolor de garganta, estornudos y lagrimeo. Aunque también puede estar asociado a otros datos sistémicos como son fiebre, escalofríos, mialgias o artralgias. La causa más frecuente de los resfriados son los virus, siendo los rinovirus los causantes de aproximadamente la mitad de los resfriados.Otros vi…

¿Por qué cambia el color de los langostinos al cocerlos? [Infografía]

Por Jesús@JGilMunoz
Esta infografía participa en el LIII Carnaval de la Química albergado en el blog amigo quimidicesnews.

El Eco científico de "El nombre de la rosa"

Siguiendo en mi línea de escribir al son de mis inquietudes, me gustaría compartir con ustedes algo que se me ha ocurrido en los últimos días. Os cuento: El pasado 19 de febrero falleció el escritor italiano Umberto Eco e inmediatamente mi padre me invitó a leer “El nombre de la rosa”, para muchos, su obra cumbre. Ya había tenido la oportunidad de leerle con “El cementerio de Praga”, el cual me gustó mucho. Quizá porque la historia está ambientada en la segunda mitad del siglo XIX, una época en la que Europa era un hervidero. El protagonista asiste a momentos históricos como la unificación de Italia o el fin del Segundo Imperio Francés y aparecen personajes reales de la talla de Giuseppe Garibaldi, Sigmund Freud o Alejandro Dumas, algo que suele atrapar y ayuda a entender muchas cosas al leer una novela de Historia.

El laboratorio de Pablo Escobar

La exitosa serie Narcos ha sacado a la palestra de nuevo la figura de Pablo Escobar, el que fuera uno de los narcotraficantes más notorios de finales de la década de los 80. Y con él, el surgimiento de los grandes cárteles colombianos y sus actividades para llegar a amasar colosales fortunas. Pablo Escobar comandaba el cártel de Medellín, considerado como la organización criminal más peligrosa del mundo, y su afán por la hegemonía del tráfico de cocaína le llevó a desatar sangrientos conflictos con el Estado.

Vida y obra de una molécula de oxígeno

El oxígeno (O2) constituye aproximadamente el 21% de la atmósfera terrestre, pero esto no ha sido siempre así: la atmósfera primitiva de la Tierra contenía solo pequeñas cantidades de este compuesto, probablemente como resultado de la reacción de la luz solar con el vapor de agua procedente de los volcanes. Solo se podía encontrar oxígeno en las moléculas de agua (H2O) o unidas al hierro formando óxidos, pero nunca de forma libre. La atmósfera rica en oxígeno de nuestros días (eón arriba, eón abajo) es la consecuencia de uno de los desastres climáticos más mortales de la historia de nuestro planeta.


English version >>>

Hace unos 2,5 millones de años la Tierra era muy diferente: no había plantas verdes ni, por supuesto, animales o insectos. Las únicas formas de vida eran bacterianas y vivían verdaderamente a la antigua usanza, es decir, en condiciones anaerobias. Estos primitivos organismos prosperaron en ausencia de oxígeno, confiando en el azufre para sus necesidades energétic…

El accidente de Chernóbil contado para escépticos

La central nuclear de Chernóbil está situada a 110 km al norte de la capital de Ucrania, Kiev, a tan solo 12 km de la frontera con Bielorrusia. Su construcción comenzó durante la década de 1970 y para dar hogar a sus futuros trabajadores y familiares se fundó la ciudad de Prípiat en sus proximidades. Se trataba de uno de los proyectos más prestigiosos de la época. Un intento más de la Unión Soviética de tomar la delantera a su “frío” rival americano en la carrera por dominar la energía nuclear, sería la central nuclear más potente del momento.

¿Cómo se forman las huellas dactilares?

Las impresiones dejadas por las yemas de los dedos en cualquier superficie se conocen como huellas dactilares latentes. La combinación de sudor con aceites corporales procedente de diferentes glándulas de la piel propicia la impronta que cualquier investigador forense desea encontrar para aplicar sus polvos y productos químicos. A pesar del desarrollo de perfiles de ADN para la investigación criminal, las huellas dactilares siguen siendo el tipo más común de evidencia que se recupera de una escena del crimen.