Locos por la Geología

Ya antes he señalado la diferencia entre edades relativas y edades absolutas, y he hablado de los métodos muy variados para estimar las primeras. Nos queda todavía por recorrer el vasto campo de las segundas. Pero para hacerlo con cierta solvencia, hay conceptos previos que debemos comprender muy bien, y a ellos voy a referirme hoy.

Queda claro, pues, que este post de hoy los está preparando para los verdaderamente sustanciosos que vendrán una vez que manejen estas nociones básicas. Se trata de temas algo abstractos, por lo cual mi enfoque será tan elemental (hablando de elementos, precisamente, 😀 ) como pueda serlo sin perder la veracidad científica, porque no quiero espantarlos antes de entrar en materia.

Para construir algún conocimiento sobre las mediciones del tiempo en Geología, nuestros cimientos serán las respuestas a las siguientes preguntas:

¿Qué son los isótopos?

Empecemos como a mí me gusta, por la etimología de la palabra, que siempre contiene mucha información. La palabra que nos ocupa procede de dos términos griegos: ἴσος, en nuestro alfabeto isos, que significa igual, como ya dijimos muchas veces en el blog; y τόπος (tópos) que quiere decir lugar. En definitiva, los isótopos se encuentra en el mismo sitio, pero ¿de qué espacio? Pues sencillamente de la Tabla Periódica, que como ya saben reúne los elementos químicos, ordenados según su número atómico.

Esto amerita un par de aclaraciones, recuerden que los elementos químicos son la forma fundamental de la materia, y están constituidos por átomos semejantes entre sí, caracterizados por una propiedad invariable: su número atómico.

Vamos un poco más atrás: el átomo es la unidad que no puede separarse por reacciones químicas en otra sustancia más simple, aunque esté conformado por partículas todavía mucho más pequeñas, de cuyo comportamiento dependen las propiedades de cada sustancia material. Esto puede parecer confuso si no buscamos algún ejemplo comprensible. Digamos una persona (el átomo) que no puede dividirse en ningún ente completo, aunque tenga por dentro órganos como los pulmones, el corazón etc., etc. , con características y funcionamiento propio.

Pero volvamos a los isótopos. Ya mencionamos dos veces «el número atómico», dijimos que la tabla periódica se ordena según él, y dijimos que cada elemento tiene átomos con ese número siempre idéntico. Entonces, ¿qué es ese dichoso numerito?

Volvamos a buscar nuestros recuerdos de la química básica de la escuela secundaria. Los componentes más conspicuos del átomo son un núcleo en el que se agrupan protones (carga eléctrica positiva) y neutrones (sólo masa, carga eléctrica despreciable); y una nube de electrones (carga negativa) orbitando a ese núcleo. Por cierto, a lo largo del avance de la ciencia se han ido descubriendo numerosas partículas atómicas además de éstas, pero por ahora las dejaremos tranquilas, porque no son esenciales para lo que quiero explicar hoy. Ya habrá momentos para traerlas a colación.

Ya que cada elemento ocupa en la tabla periódica un lugar asignado según su número atómico, y decimos que los isótopos ocupan el mismo lugar en ella, puede fácilmente deducirse que a) se trata de un mismo elemento, y b) tienen el mismo número de electrones.

Entonces por qué hay al menos dos tipos de átomos en el mismo elemento. Sencillamente porque lo que cambia entre ellos es la masa atómica, que como también adelantamos más arriba, viene definida por el número de neutrones que sí puede ser diferente.

Aclaremos que la masa atómica resulta de la suma de las masas de protones y neutrones, pero teniendo estos últimos la mayor masa, puede atribuirse la diferencia esencialmente a ellos.

Resumiendo, se dice que un eemento tiene isótopos cuando sus átomos conservan igual número atómico, peo tienen distinta masa atómica.

Antes de pasar al punto siguiente debemos señalar que algunos elementos tienen isótopos estables, otros tienen solamente isótopos inestables, y hay también elementos con isótopos de las dos clases, algunos estables, y otros inestables.

Ahora veremos las importantes consecuencias de estos hechos.

¿Cómo se produce el fenómeno de la radiactividad?

Cuando los isótopos son inestables buscan serlo, a través de reacomodamientos de sus partículas atómicas, en el fenómeno que se conoce como radiactividad, o como se lee en algunos textos, radioactividad.

Existen tres tipos básicos de emisiones dentro de este fenómeno:

1. Liberación de tipo alpha, (α) consistente en dos protones y dos neutrones. Obviamente la pérdida de protones- cuyo número es igual al de los electrones y por ende define al elemento- provoca el cambio de un elemento a otro, tal como se ve en la figura que ilustra el post, donde la emisión de una partícula alpha convierte un isótopo de platino en uno de osmio, como respuesta a ese cambio del número atómico.
2. Emisión beta, (β) consistente en un electrón. Aunque parezca lo contrario, este evento es de carácter nuclear, ya que el electrón que se pierde no es constituyente originalmente de la nube que rodea al núcleo, sino que ha sido generado en el decaimiento de un neutrón del núcleo. Como el neutrón decae perdiendo un electrón, se convierte en protón por quedar con una carga positiva, y eso también implica un cambio de elemento.
3. Rayos Gamma, (γ) asimilables a los rayos X, pero con longitud de onda muy corta, y alto poder de penetración.

Muchas veces los nuevos elementos generados, son isótopos inestables, que sigan una cadena de diversas reacciones hasta alcanzar una condicioón estable.

Esto será todo por esta vez, y el lunes seguiremos con las siguientes preguntas:

¿Qué es la vida media de un elemento?

¿Qué relaciones pueden obtenerse de estos conceptos?

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

P.S.: Las figuras que ilustran el post han sido tomadas de:

SAWKINS,F.J; CHASE,C.; DARBY,D.G.; RAPP.G. Jr.1974. “The evolving earth” Mac Millan Publishing Co.