En su libro El sexto elemento: una biografía del carbono explora todas las dimensiones —incluido su futuro como fuente energética y su papel en las tecnologías limpias— de este elemento químico con el símbolo C y número atómico 6, presente en los seres vivos, los minerales y la atmósfera.
“El carbono conecta el polvo cósmico con la conciencia humana, el Big Bang y a las estrellas con cada latido de nuestro corazón. Alimentó civilizaciones, impulsó nuestro mundo y nos construyó como especie. Su historia es nuestra historia”, señala Lozano Leyva, que ofrece 10 claves científicas sobre el proceso de formación de este elemento y su papel en el surgimiento de la vida y en la construcción de la civilización humana.
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La enorme biodiversidad terrestre se originó en agrupaciones moleculares con el carbono como esqueleto.
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1. La gran explosión
Según la teoría cosmológica vigente, hace unos 13.800 millones de años tuvo lugar el Big Bang o gran explosión inicial, una generación espontánea de la energía en forma de radiación, que dio origen al universo, y después a la formación de las estrellas, a raíz de un proceso de acumulación gravitatoria.
“La radiación, luz si se quiere, del Big Bang se transformó en una pequeñísima parte en materia. Esta tomó forma de partículas, que se fueron agrupando, formando los átomos mucho tiempo después. Eso sucedía en el espacio y el tiempo generados en lo que sería el universo en una expansión exponencial”, señala.
2. Las estrellas
Las estrellas son calderas cósmicas a una altísima temperatura radiando energía por las reacciones termonucleares. Cuando se agota su “combustible” nuclear, la estrella se apaga derrumbándose hacia su centro. En ese proceso se produce un estertor agónico, que da como resultado un metal llamado berilio (Be), explica Lozano Leyva.
Añade que entonces se produce un milagro, algo que la Física no podía explicar y que parecía teóricamente imposible: “del berilio se pasa al carbono”. “Se estudió esta cuestión y se descubrió que el único escenario del universo en que se puede generar carbono es en lo más profundo del interior de las estrellas ‘supergigantes rojas’, a muchos millones de grados y en su fase agónica”, apunta.
3. La supernova
Según Lozano Leyva, “la muerte de una estrella que tiene lugar cuando todas las posibles reacciones nucleares se detienen es el mayor espectáculo del cielo. La estrella se derrumba. Cuando toda su masa se encuentra con el límite en que no se puede contraer más, se produce un tremendo rebote en forma de onda de choque”.
“Tiene lugar la llamada explosión supernova, un estallido tan brillante que durante unos meses puede iluminar a una galaxia (cientos de miles de millones de estrellas) entera. El resultado es una inmensa nube estelar vagando en el seno de la galaxia y un remanente o cadáver extraordinariamente denso”, explica.
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El sexto elemento conecta el origen del universo con los latidos de nuestro corazón, según el científico Manuel Lozano Leyva.
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4. La nube cósmica
“La nube oscura y errante puede llegar a colapsar, es decir, su masa se ve atraída de nuevo por la fuerza de la gravedad hacia un centro. El calentamiento que ello conlleva es tan tremendo que puede llegar a desencadenar las reacciones nucleares”, prosigue.
“Ha nacido una nueva estrella, pero esta, a diferencia de su progenitora, tiene en sus entrañas una gran riqueza de elementos, entre ellos carbono y oxígeno”, destaca.
5. Nuevas estrellas, con planetas
Lozano Leyva explica que “el colapso previo al encendido (de la estrella) conlleva, a modo de patinadora que se encoge, un aumento vertiginoso de su velocidad de giro” y que “este puede provocar que se desgajen jirones de materia”.
Estos jirones, poco a poco pero inevitablemente en un ambiente regido por la fuerza de la gravedad, acaban agrupándose, formando pequeñas esferas que se mantienen girando en torno a la nueva estrella.
“Son los planetas, los cuales están formados por casi todos los elementos de la tabla periódica, en particular, tienen abundante carbono y oxígeno, esenciales para el siguiente milagro, el de la vida, así como el silicio, el de las rocas”, puntualiza.
6. Los aminoácidos
“En un laboratorio del siglo XX, un profesor y su alumno, apellidados Urey y Miller, recrearon con matraces, tubos de vidrio y electrodos el ambiente primigenio de la superficie terrestre, caracterizado por rayos, truenos, tempestades y lluvia de cometas y meteoros llenos de agua y elementos pesados entre los cuales reinaba el carbono”, señala el científico.
“Intentaron reproducir aquellas infernales condiciones sometiendo a algunas moléculas a chispazos electrógenos. Al cabo del rato, se depositó en el fondo del experimento una mezcolanza oscura. La analizaron y descubrieron que la formaban una mezcla de aminoácidos (moléculas orgánicas fundamentales)”, añade.
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El carbono, arquitecto de la vida surgido de las estrellas, impulsó nuestro mundo y ecosistemas y nos construyó como especie.
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Explica que “los átomos de carbono se habían unido entre sí y con otros (hidrógeno, nitrógeno y oxígeno), un conjunto de cuatro elementos químicos fundamentales para la vida”.
“Los aminoácidos son los ladrillos sobre los que se construyen las proteínas y la materia viva. Se han descubierto más de cien de estas sustancias químicas procedentes del espacio interestelar, lo que sugiere que la vida puede ser inherente a la evolución de las estrellas y sobre todo de sus planetas”, según Lozano Leyva.
7. La vida
“Tras infinidad de agrupaciones y disoluciones en aquel ambiente ardiente, lluvioso y enloquecido de la Tierra, un pequeñísimo porcentaje de aglomeraciones hace algo fascinante: se cubren con una membrana que ni aíslan su contenido ni lo esparce, intercambiando con el medio ambiente lo que les interesa”, relata este científico.
“Esas aglomeraciones subsisten y, lo más milagroso: se reproducen. Cada una se divide en dos con características parecidas. De esas dos salen cuatro. Y ocho, dieciséis…”, continúa
“Ha surgido la vida en un planeta en el que la temperatura mantiene el agua líquida y unas condiciones que favorecen su multiplicación. El carbono es el esqueleto de todas las agrupaciones moleculares que forman los cada vez más complejos entes vivos”, ratifica.
8. Período carbonífero
Hace unos 300 millones de años, bosques y helechos pantanosos cubrían la superficie terrestre, aunque la mayor parte era océano. Pululaban entre el fango, y sobre la superficie terrestre, seres que llamaríamos reptiles, y surcaban el aire los insectos, entre los que destacaban las libélulas, señala Lozano Leyva.
“Cambió el clima que los favorecía y empezó su extinción. Los árboles, en particular sus troncos, estaban cubiertos de lignito, una sustancia que los endurecía y los aislaba de la putrefacción que reinaba por doquier degradando toda vida vegetal. Se hundían en las ciénagas”, señala.
Destaca que “el carbono, que sustentaba todas las estructuras vegetales, se convertía poco a poco en lo que se llamaría carbón. Con el tiempo se mineralizaría. La incesante actividad geológica que el enfriamiento del interior terrestre favorecía hacía que aquellos restos, ya carbón más o menos puro, se distribuyeran por doquier y a distintas profundidades”.
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El físico Manuel Lozano Leyva señala que el carbono, forjado en el corazón de las estrellas, es el protagonista de nuestra existencia.
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9. La especie humana
“Hace unos 3 millones de años, entre la diversidad de seres vivos empezaron a destacarse unos que potencialmente parecía que tenían ciertas habilidades, el Homo habilis. Poco, muy poco a poco, se singularizaron de los demás. Después tomaron consciencia de sí mismos y sus habilidades se desencadenaron”, de acuerdo con el relato de Lozano Leyva. “Pasaron de cazar, sembrar, recolectar y atacarse a ellos mismos, a ser comunidades complejas".
“El hecho de que hubieran dominado el fuego, encendiéndolo, lo favoreció todo. No sabían que ese fuego surgía al transformar el carbono que formaba el combustible en dióxido de carbono y agua, entre otros restos. Pero ahí estaba el carbono en la base de la energía que los abrigaba”, destaca.
10. Las revoluciones industriales
“Así, evolucionando a una velocidad vertiginosa en la escala geológica, surgió el aprovechamiento, por parte de los seres humanos, del carbono de origen estelar, dando lugar a las primeras revoluciones industriales”, explica Lozano Leyva.
“El carbón, abundante por doquier, fue el sustento energético de todo el desarrollo industrial que conllevó la desaparición de la lacerante esclavitud tradicional y la aristocracia más rancia, dando paso a la rica burguesía y el pobre proletariado”, afirma.
Añade que “también se desarrolló la ciencia y con ella se descubrieron las propiedades de algunas facetas bellas, inquietantes e incluso peligrosas o letales del carbono”.
“El grafito, capas perfectas de carbono, fue la herramienta principal del arte a través de los lápices. El diamante, átomos de carbono exactamente equidistantes, desencadenaron aspectos crueles del poder y el lujo a causa de su extraordinaria belleza”, apunta.
Sin embargo, en la actualidad, la combustión del carbón inquieta tanto a la humanidad que nuestra civilización está afrontando el reto de paliar los efectos de un cambio climático con consecuencias globales y pocas de ellas buenas, según advierte Lozano Leyva.
“Nuestra existencia como seres vivos y como civilización se debe a ese átomo, que se engendró milagrosamente en el interior de las grandes estrellas moribundas, pero que también podría provocar nuestra extinción. Si se llegara a estos extremos, nuestras moléculas con base en el carbono se esparcirán por la galaxia cuando el Sol muera dentro de 4.000 millones de años”, concluye.
FUENTE: EFE Reportajes
