Hace tiempo que la ciencia piensa que los entornos helados demoran las reacciones químicas. Pero un nuevo trabajo de investigación contradice esa creencia.
En un trabajo publicado el mes pasado en PNAS, los investigadores demostraron que el hielo puede disolver los minerales ferrosos mejor que el agua líquida, y eso implica que muchos de los ríos del Ártico adquieren un color anaranjado a medida que se calienta el planeta.
Más específicamente, el coautor del trabajo y químico de la Universidad de Umeå, Jean-François Boily, junto con sus colegas, reveló que el hielo a -10°C libera más hierro de los minerales comunes que el agua líquida a 4°C.
El hierro se disuelve más eficientemente
“Puede sonar contraintuitivo, pero el hielo no es un bloque helado pasivo”, dijo Boily en declaraciones de la universidad. “El congelamiento crea microscópicos bolsillos de agua líquida entre los cristales de hielo, que actúan como reactores químicos en los que los compuestos se concentran y se vuelven extremadamente ácidos. Eso significa que pueden reaccionar con los minerales del hielo incluso a -30°C”.
Analizaron la goetita (mineral común del óxido de hierro) con un ácido orgánico natural y revelaron que con varios ciclos reiterados de congelamiento y derretimiento el hielo se disolvía con mayor eficiencia. Eso, porque los compuestos orgánicos atrapados en el hielo se liberan al repetir los ciclos y generan reacciones químicas adicionales. El equipo también notó que el agua dulce con sedimentos acelera la disolución en tanto que el agua salada de mar podía hacerla más lenta.
Estos resultados tienen probables aplicaciones, según los investigadores, como en sitios de drenajes de minas, el polvo congelado en la atmósfera, los suelos sulfatados ácidos de la costa del Mar Báltico o cualquier entorno ácido congelado donde interactúen los minerales y orgánicos del hierro. Boily y su equipo trabajan para descubrir si sus resultados valen para todo el hielo que contenga hierro.
“A medida que se calienta el clima, los ciclos de congelamiento y derretimiento son más frecuentes”, dijo Angelo Pio Sebaaly, estudiante de grado de química en la universidad, y primer autor del trabajo. “Cada ciclo libera hierro del suelo y el permafrost hacia el agua. Esto puede afectar la calidad del agua y los ecosistemas acuáticos en áreas muy vastas”.
El hielo es activo
Lo notable es que además podría explicar por qué los ríos del Ártico están adquiriendo un color anaranjado. “Al resolver los controles químicos en la disolución mineral en el hielo, el trabajo puede contribuir a la explicación de cómo estos ciclos de congelamiento y derretimiento vuelcan hierro soluble a la naturaleza”, escribieron los investigadores.
Señalan también que el hielo es activo, en oposición a considerarlo “un medio de almacenamiento pasivo”, y eso confirma otro elemento que hay que tomar en cuenta a medida que el cambio climático causa modificaciones en todo el mundo.
