Martian boldly red: thriving in adversity (Río Tinto, SW Spain)

First, in English:
In the picture, Lorena and I, in a photograph from the late 90s, when we were still students.
The distinctive red color of the Rio Tinto in Huelva, Spain, is due to a combination of geological and chemical factors that have left a distinctive mark on its waters. The presence of minerals such as pyrite (iron sulfide) in the river basin has triggered a process known as bacterial sulfide oxidation. This process, also known as acidification, involves the action of microorganisms that oxidize sulfides, releasing sulfuric acid and dissolving heavy metals present in the surrounding rocks.
Bacterial sulfide oxidation is a biogeochemical process in which specialized microorganisms play a fundamental role in the oxidation of metallic sulfides present in minerals, releasing sulfuric acid and dissolved metals into the water. This phenomenon is particularly relevant in environments rich in sulfides, such as mineral deposits.
The process begins with the presence of sulfide minerals, such as pyrite (FeS₂), in the rocks. Microorganisms, primarily bacteria of the Acidithiobacillus genus and other acidophilic microorganisms, use these sulfides as a source of energy. The bacteria oxidize the sulfides, releasing electrons in the process.
The typical oxidation reaction of pyrite is:
4 FeS₂ + 14 O₂ + 4 H₂O → 4 Fe³⁺ + 8 H⁺ + 8 SO₄²⁺
This reaction releases protons (H⁺) and sulfate ions (SO₄²⁻), acidifying the environment and dissolving heavy metals associated with pyrite, such as iron (Fe), copper (Cu), zinc (Zn), among others. Water acidification also leads to the release of more protons, increasing the acidity of the environment.
The interaction of these compounds with atmospheric oxygen contributes to the intense oxidation of metals, resulting in the formation of ferric compounds responsible for the characteristic reddish tint of the water.
Historical mining activity, especially during the extraction of minerals in the Roman era, has significantly contributed to the presence of metals in the river. This phenomenon not only gives the Rio Tinto its unique coloration but also creates an extreme environment that has fascinated scientists and astrobiologists due to its similarities with conditions found in extreme environments, such as on other planets like Mars.
The acidity of the Rio Tinto has significant impacts on the soils in the surrounding area. When the river's acidic waters come into contact with the soils, they can cause the leaching of essential nutrients, such as calcium and magnesium, necessary for plant growth. Soil acidification can also release metals present in sediments, which could have negative effects on the health of plants and other terrestrial organisms.
Furthermore, acidity can alter the soil structure, affecting nutrient availability, the soil's capacity to retain water, or impacting the soil microbiota.

Ahora, en español:
En la imagen aparecemos Lorena y yo, en una fotografía a finales de los años 90, cuando aún éramos estudiantes.
El característico color rojo del Río Tinto en Huelva, España, se debe a una combinación de factores geológicos y químicos que han dejado una marca distintiva en sus aguas. La presencia de minerales como la pirita (sulfuro de hierro) en la cuenca del río ha desencadenado un proceso conocido como la oxidación bacteriana de los sulfuros. Este proceso, también conocido como acidificación, implica la acción de microorganismos que oxidan los sulfuros, liberando ácido sulfúrico y disolviendo metales pesados presentes en las rocas circundantes.
La oxidación bacteriana de los sulfuros es un proceso biogeoquímico en el cual microorganismos especializados desempeñan un papel fundamental en la oxidación de sulfuros metálicos presentes en minerales, liberando ácido sulfúrico y metales disueltos en el agua. Este fenómeno es especialmente relevante en ambientes ricos en sulfuros, como en depósitos minerales.
El proceso se inicia con la presencia de minerales sulfurosos, como la pirita (FeS₂), en las rocas. Microorganismos, principalmente bacterias del género Acidithiobacillus y otros microorganismos acidófilos, utilizan estos sulfuros como fuente de energía. Las bacterias oxidan los sulfuros, liberando electrones en el proceso.
La reacción típica de oxidación de la pirita es:
4 FeS₂ + 14 O₂ + 4 H₂O → 4 Fe³⁺ + 8 H⁺ + 8 SO₄²⁺
Esta reacción libera protones (H⁺) e iones sulfato (SO₄²⁻), acidificando el entorno y disolviendo metales pesados asociados con la pirita, como hierro (Fe), cobre (Cu), zinc (Zn), entre otros. La acidificación del agua también conduce a la liberación de más protones, aumentando la acidez del entorno.
La interacción de estos compuestos con el oxígeno atmosférico contribuye a la oxidación intensa de los metales, dando lugar a la formación de compuestos férricos, que son responsables del tono rojizo característico del agua.
La actividad minera a lo largo de la historia, especialmente durante la extracción de minerales en la época romana, ha contribuido significativamente a la presencia de metales en el río. Este fenómeno no solo confiere al Río Tinto su singular coloración, sino que también crea un entorno extremo que ha fascinado a científicos y astrobiólogos debido a sus similitudes con condiciones encontradas en entornos extremos, como ocurre en otros planetas, como Marte.
La acidez del Río Tinto tiene impactos significativos en los suelos de la zona circundante. Cuando las aguas ácidas del río entran en contacto con los suelos, pueden causar la lixiviación de nutrientes esenciales, como calcio y magnesio, necesarios para el crecimiento de las plantas. La acidificación del suelo también puede liberar metales presentes en los sedimentos, lo que podría tener efectos negativos en la salud de las plantas y otros organismos terrestres.
Además, la acidez puede alterar la estructura del suelo, afectando la disponibilidad de nutrientes, la capacidad del suelo para retener agua o afectar a la microbiota.