LA INMENSIDAD DE LO MÁS ELEMENTAL

Daniela Franco Bodek FACULTAD DE QUÍMICA, UNAM

AA veces me maravillo viajando a mi interior y encontrando el Universo. Otras, explorando el Universo, encuentro lo más elemental de mi centro. Así como pensamos en el ciclo del agua, podemos pensar en el ciclo de cualquier elemento químico. Los átomos que nos constituyen se reemplazan y reciclan, y sus orígenes se remontan a la formación misma del planeta Tierra y, a su vez, del Universo.

En porcentaje de masa, el hierro es el elemento más abundante de nuestro planeta. El centro de la Tierra es, principalmente, hierro en aleación con níquel. Su proporción cambia en la superficie, donde es el cuarto elemento más abundante, formando parte de distintos minerales, algunos que podemos encontrar en los suelos de cultivo. El hierro se absorbe por las raíces de las plantas, enriqueciendo los cloroplastos, que es donde se lleva a cabo la fotosíntesis. De hecho, este átomo metálico tiene un papel fundamental en el sistema fotosintético para transportar los electrones. Las plantas son entonces el inicio de las cadenas alimenticias que mueven este nutriente desde el suelo hasta nosotros.

Los nutrientes que absorbe el sistema digestivo pasan al torrente sanguíneo que corre por nuestras venas, en donde los glóbulos rojos llevan oxígeno a

La Tabla de los Elementos

todos los tejidos de nuestro cuerpo. En su interior, la proteína hemoglobina es responsable de esta airada tarea. Lleva en su corazón un átomo de hierro, el cual se une al oxígeno, y de esta manera es transportado y, posteriormente, intercambiado por moléculas de dióxido de carbono. Los átomos de hierro se encuentran también en otras proteínas como los citocromos y las ferredoxinas, responsables de transportar electrones e intervenir en la respiración celular y reacciones metabólicas.

A veces el hierro nos llueve como trozos de cielo, pues es el componente mayoritario de los meteoritos metálicos o ferrosos. No es coincidencia que la composición de estos meteoritos y la del núcleo de la Tierra se parezcan: la Tierra es un trozo de cielo condensado.

Todo el hierro que existe —en las algas del océano, en el magma de un volcán, en un cráter de la Luna— tiene su origen en las estrellas. Estos reactores espaciales lo producen y lanzan por todo el Universo cuando explotan como supernovas. El hierro es el elemento más pesado que se puede producir en el corazón de las estrellas; apenas se sitúa en la posición 26 de 118 elementos. Todos los elementos naturales de mayor tamaño se forman durante las explosiones de supernovas y kilonovas, los eventos más espectaculares pero poco usuales en el Universo, lo cual explica la abundancia relativamente baja de todos los elementos más pesados. Las kilonovas, recientemente descubiertas, son explosiones generadas por la fusión de dos estrellas de neutrones, o de una estrella de neutrón con un agujero negro.

Los diez elementos más abundantes en el Universo son, en orden, hidrógeno, helio, oxígeno, carbono, neón, hierro, nitrógeno, silicio, magnesio y azufre. De todos éstos, el helio sólo se encuentra en rocas dentro de la Tierra. Siendo un átomo ligero y que no forma moléculas, el helio se escapa de la atmósfera a la primera oportunidad, y regresa al espacio exterior. Es un recurso no renovable y no participa en la vida ni en sus ciclos, pero es un vestigio de la formación del Universo.

El carbono, oxígeno, nitrógeno, azufre e hidrógeno, elementos mucho más ligeros que el hierro, son los responsables de la vida como la conocemos. Los átomos de carbono, también nacidos en una estrella, pueden formar cadenas y anillos moleculares y, al combinarse con otros elementos, adquirir una reactividad química sorprendente. Las cadenas de carbono son la base estructural del material genético, de las proteínas, de las fibras vegetales que entraman los hilos de algodón y las hojas de papel, de los polímeros plásticos, del octanaje de la gasolina y de los fideos. El ciclo del carbono es un laberinto complicadísimo de rutas metabólicas que convierten el dióxido de carbono en azúcares, en estructuras celulares, en el ADN y en máquinas moleculares capaces de replicar el ADN.

El elemento más común de todo el Universo es el hidrógeno. Si pudiéramos seguir hacia atrás en el tiempo a un átomo de hidrógeno de una proteína de nuestras fibras musculares cardiacas, por ejemplo, podríamos encontrar que ese submicroscópico pedacito nuestro fue alguna vez parte de millones de otras cosas. Pudimos haberlo comido o tal vez lo bebimos, quizá antes fue parte de otra persona, un animal, una nube. A diferencia de los demás elementos, éste no se forma en el centro de las estrellas. Por lo contrario, se destruye, es el combustible estelar, y todos los otros elementos han sido formados por cadenas de fusiones que iniciaron únicamente con átomos de hidrógeno. Dado que el hidrógeno se formó en el principio mismo del Universo, entonces cada átomo de hidrógeno que llevamos puesto nos ata a su infinita historia.

No es sorprendente que todas estas intrincadas relaciones entre los elementos y nosotros, lo que somos, y lo que nos rodea, inspire igualmente a científicos y artistas. En el libro La Tabla de los Elementos, de los artistas María Luisa Passarge y Rogelio Cuellar, se plasma este vínculo entre el arte y la ciencia, reuniendo una sinfonía de obras plásticas inspiradas por cada elemento de la Tabla Periódica.

No importa si buscamos dentro de nosotros, o entre las estrellas, en el pasado o en el presente, lo que encontramos es lo más elemental.