Estos elementos químicos nos ayudan a entender la historia

Estos elementos químicos nos ayudan a entender la historia

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En 1919 se descubrieron 58 cadáveres bajo los menhires de Stonehenge (Inglaterra). Hemos tardado un siglo pero, gracias al elemento químico estroncio, hemos averiguado que alguna de esas personas vivieron sus últimos años a cientos de kilómetros de distancia. No resuelve mucho el enigma del monumento (¿Para qué servía?), pero aporta más piezas para el puzle de la historia.

Los elementos químicos y determinados compuestos nos ayudan a entender nuestros orígenes de formas que no alcanzamos a imaginar. La conocida datación mediante radioisótopos (el carbono-14) no es ni de lejos el único método para saber cuándo ocurrió algo. Por ejemplo, el paleomagnetismo usa la dirección de crecimiento de cristales ferromagnéticos para saber cuándo se invirtieron los polos magnéticos en el pasado. ¿Interesante? Sigue leyendo…

¿Cómo sabemos la edad de la Tierra?

A los humanos se nos da extraordinariamente mal medir el tiempo sin datos o referencias. Algunas de las cifras absurdas que se dieron para la edad de nuestro planeta por parte de eminencias científicas fueron 180.000 años (Buffon, 1774), 400 millones de años (Lord Kelvin, 1862) o 100 millones de años (John Joly, 1900).

En ciencia los errores son frecuentes. La datación más precisa data de 2010: 4.470 millones de años ± 1%, y se la debemos a John Rudge. Pero ¿cómo sabemos seguro que esa es la edad del planeta?

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Gracias a métodos aparentemente tan complejos como datación radiométrica mediante decaimiento de isótopos, descubierto en 1910. Desde entonces, nos ha ayudado a colocar la historia en su cronología. Curiosamente, es realmente fácil de entender, por ejemplo, con el carbono 14 o 14C.

El 14C es un isótopo completamente natural producido por la atmósfera y que los seres vivos respiramos o comemos de las plantas. Al morir, tenemos una cantidad fija de 14C que va decreciendo. Midiendo cuánto queda y sabiendo lo que tarda en decaer, podemos fechar la muerte de los seres vivos. Grosso modo, medimos y realizamos una operación matemática.

Es así como sabemos que los bisontes de Altamira (imagen de portada)  tienen unos 40.800 años, aproximadamente. Por supuesto, el método contiene algo de error, y el decaimiento del carbono-14 guarda cierta inestabilidad. Mucho más estable es la pérdida de hafnio-182 en tungsteno-182, dos isótopos de los que probablemente no hayas oído hablar y que, sin embargo, han puesto edad al planeta en el que vives.

¿Y cuándo se murieron los dinosaurios?

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¿Ves las líneas horizontales en la roca y sus diferentes tonos? Cada una representa una edad de la Tierra, como los anillos en los árboles. Se construye a medida que el polvo del tamaño de bacterias queda atrapado en la superficie. A lo largo de todo el planeta hay una delgada pero característica línea rosada a determinada profundidad (en algunos sitios, como el País Vasco, es visible). Esta línea contiene grandes cantidades de iridio.

Más o menos hace 65 millones de años ocurrió algo que cambió la vida sobre el planeta. Ayudó a que los roedores de los que descendemos tuviesen su oportunidad. Un gigantesco meteorito impactó contra la Tierra y llenó de iridio la atmósfera. Habría sido magnífico aprender de la composición del meteorito, pero este se desvaneció en la atmósfera.

El iridio, por tanto, estuvo cayendo durante mucho tiempo sobre la superficie y se fue depositando en el suelo. Usando varios datos más, como la velocidad a la que ascienden las montañas o el desplazamiento de la corteza oceánica, podemos estimar cuándo se incendió el cielo, lo que anunció el final de los dinosaurios. Si te preguntas cómo sabemos la velocidad a la que se desplaza la corteza oceánica, la culpa vuelve a ser de los elementos químicos.

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En el lecho oceánico hemos encontrado cristales ferromagnéticos con muchas orientaciones diferentes que nos han ido hablando de en qué momento los polos se invirtieron. Comparándolos con otros de erupciones volcánicas registradas y algún dato más, podemos saber la velocidad del lecho oceánico. Y su antigüedad.

Cómo conocer la edad de una erupción volcánica

El dato de arriba traslada el problema a medir con exactitud el momento en que un volcán hizo erupción hace miles de años. Los científicos vieron la apuesta y subieron a millones de años. Lo consiguieron gracias a otro de esos decaimientos químicos. Esta vez el método potasio-argón nos habla, por ejemplo, de que las huellas humanas localizadas en Olduvai (Tanzania) tienen 2 millones de años.

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Y las pisadas de homínidos en Laetoli (cerca de Olduvai) tienen 3,7 millones de años. La química no solo gobierna el ADN que nos dice qué pasará o el holobionte del que dependemos, también deja registros aquí y allá que nos permiten saber de dónde venimos.

De ahí la importancia de entrenar inteligencias artificiales que redescubran la tabla periódica y relaciones que a nosotros se nos escapan. También de aprender sobre el resto del sistema solar. Con los ojos en el futuro de la colonización marciana, durante el sol 279 el Rover Curiosity obtuvo muestras del planeta rojo que analizó con el método potasio-argón.

Es la primera datación que se realizó fuera de nuestro planeta y el agujero que cavó el Rover es famoso porque descubrimos que Marte es en realidad gris. Los resultados del Curiosity en el cráter Gale arrojaron una edad de entre 3.860 y 4.560 millones de años para la superficie del planeta rojo. Hemos fechado Marte lanzando un robot al planeta.

Contando partículas de CO2 en testigos de hielo

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Ahora que sabemos qué edad tiene la Tierra, en qué momento se nos dio a los mamíferos una oportunidad, cuándo aparecimos los seres humanos, o cuándo hicieron erupción los volcanes, nos preocupamos por temas más recientes, como el calentamiento atmosférico.

El OCO-2 y los Sentinel (arriba) son dos de los satélites que nos ayudan a medir la composición atmosférica en tiempo real. Y con ello el calentamiento del planeta. Pero ¿cómo de reciente es el calentamiento global? ¿Es realmente culpa nuestra? Para descubrir la respuesta, nos equipamos con crampones y viajamos al hielo ártico a buscar burbujas de aire. Tal cual.

Allí, taladramos el hielo congelado desde hace cientos de miles de años y analizamos el contenido de la atmósfera atrapada en diminutas burbujas. Es el mayor registro histórico que tenemos. En la fotografía de abajo observamos a un operario depositando un testigo de hielo en el Laboratorio Nacional de Núcleos de Hielo de Denver. Se cuidan con mucho cariño.

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Sabiendo cuándo hicieron erupción determinados volcanes (gracias, método potasio-argón), fuimos capaces de determinar la velocidad vertical a la que crece el hielo ártico. Y con ello saber qué atmósfera había cada año. Ya no hay duda. Usando estos datos nos hemos señalado a nosotros mismos como causantes del cambio climático. En concreto, a nuestras emisiones.

En 1774 Buffon se equivocaba al datar la Tierra. Sin embargo, el camino que él inició desembocó en una serie de descubrimientos científicos sin los cuales podríamos tener los días contados. La ciencia es aditiva y todo lo que descubramos hoy podrá ser aprovechado en el futuro. Quién sabe cuál será el siguiente átomo, isótopo o molécula que llame nuestra atención y qué nos enseñará sobre nosotros mismos.

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Imágenes | iStock/JESUSDEFUENSANTA, NASA, iStock/Armastas, Dr.T, NASA/JPL-Caltech/MSSS, Sentinel-2A: Ready to launch, Eric Cravens