Geoquímica, una lupa para entender la Tierra

La química es una ciencia que en muchas personas puede producir rechazo, frecuentemente originado por malas experiencias durante la educación básica. Así que, antes de que cambies de página, dame la oportunidad de mostrarte otra cara de la química. ¿Qué pasaría si te dijera que la química es el lenguaje común entre todas las esferas que conforman nuestro planeta (geósfera, hidrósfera, atmósfera, biósfera)? Tal vez, la pasión por entender la Tierra podría ayudar a reencontrarte con esta vieja conocida de las ciencias.

La geoquímica puede ser definida de múltiples formas; la primera, es verla como el uso de conocimientos, herramientas y modelos de la química para resolver los problemas relacionados con la Tierra. Una segunda definición es: la ciencia de la Tierra que busca entender y predecir el cómo se distribuyen e interactúan los elementos químicos en nuestro planeta. La geoquímica busca y, de ser necesario, construye estos puentes entre todos los sistemas que conforman la Tierra, además permite, durante este proceso, acercarse al sistema terrestre de formas completamente distintas a los métodos tradicionales.

Si todo el párrafo anterior, lleno de halagos a esta ciencia, no basta, creo que la mejor forma de cautivarte es presentar con hechos lo que sabemos gracias a la geoquímica. Es la geoquímica la que nos ha ayudado a conocer y a entender los sitios donde se acumulan metales valiosos para la sociedad (oro, plata, platino, litio, etc.). También, la geoquímica identifica los contaminantes liberados a los sistemas fluviales (hidrósfera), producto de la explotación de estos minerales. A manera de ejemplo, el arsénico es un agente tóxico sólo si es móvil en fluidos acuosos; con la geoquímica podemos caracterizar un río en pH, condiciones óxido-reducción y tipo de rocas para saber qué material arcilloso (geósfera) podría fijar el arsénico y remediar el problema ambiental (biósfera).

Otra gran contribución de la geoquímica, tal vez menos palpable que las anteriores, pero crucial para entender un poco mejor la Tierra, es la estimación de su edad; es decir, la edad de 4567 millones de años la conocemos con la ayuda de la medición de concentraciones de isótopos de plomo (Pb), producto del decaimiento de uranio (U) a una taza medible, en unos minerales muy pequeños, pero bastante resistentes conocidos como circones.

Pero volvamos a nuestro terrenal y complicado planeta. La Tierra es un sistema complejo, en otras palabras, es un sistema de sistemas que corresponden a las esferas terrestres que mencionaba antes. En el modelo de la Tierra compleja debemos considerar que cada sistema intercambia y comparte energía, materia y variables que ha modelado nuestro planeta a lo largo del tiempo. Nuestro gran cuerpo azul planteado de esta forma parece muy difícil de entender, a menos que todos estos sistemas se comuniquen en un solo idioma y, como imaginan, este idioma común es la geoquímica.

Permítanme demostrar lo anterior, a partir de un fenómeno familiar: la erupción de un famoso volcán, el Popocatépetl. Este volcán hace erupción por la acumulación de una masa fundida conformada principalmente de sílice (SiO₂), metales (Mg, Fe, Al, Na, Ca, entre otros) y gases (H₂O) en la cámara magmática, pero ¿cómo llegaron estos elementos ahí?

Resulta que la masa fundida de sílice, a la que llamaremos magma, es producto de la fundición de minerales de SiO₂ en una zona profunda (~60-80 km), conocida como manto. Estos minerales se funden por la acción de fluidos (H₂O), que provienen de una placa oceánica que se hunde (zonas de subducción) en el borde de nuestras costas occidentales. Así, las moléculas de H₂O que forman las fumarolas de «Don Goyo» las podemos seguir hasta los mares de nuestras costas del Pacífico. Pero esta historia no termina aquí, los metales y el SiO₂ vienen del manto, pero ¿hasta dónde llegan? Esos elementos y moléculas son los que conforman las cenizas, que son las que posteriormente forman los suelos (la tierra con minúscula) que nutren a los bosques y los cultivos (biósfera) alrededor de nuestros volcanes.

Incluso podemos ir un paso más allá en nuestra historia. Parte de estos fragmentos expulsados por «el Popo», también los distribuyen los ríos, intercambiando iones y sustancias nutritivas en estos sistemas, que terminarán de nuevo en los mares: el sitio donde esta historia comienza. Esto demuestra que seguir a los elementos químicos implica descubrir el gran sistema de reciclaje natural de nuestro planeta. Este proceso ocurre con cada sustancia química que está en la Tierra y se conoce como el reciclaje geoquímico global; en el sentido más literal, es el responsable de todo lo que vemos alrededor y que conforma cualquier paisaje natural conocido.

Por hoy, esta historia la podemos dejar aquí. Espero que en estas pocas palabras haya dejado la semilla curiosa de cómo la química es la lupa que nos puede mostrar los puentes que recorren todo nuestro planeta. Tal vez la curiosidad de conocer estos puentes y sus maravillas puede ayudar a sacudirnos el temor y el aburrimiento que puede inspirar esta ciencia y, así, dejarnos sorprender con la capacidad de la Tierra de conectarse y comunicarse a través de la geoquímica.