La radiactividad y las ciencias geologicas

CRÓNICAS

La radiactividad y las ciencias geológicas: Comprensión del medio natural
La radiactividad natural de la Tierra está ayudando a los científicos a conocer más sobre los procesos geológicos y el cambio climático mundial

• rácticamente todas las sustancias naturales contienen radionucleidos en mayor o menor grado. Esa radiactividad natural —descubierta hace cien años por el físicofrancés Henri Becquerel— se utiliza en la actualidad con fines prácticos en muchas ramas de la ciencia y la industria. En las ciencias geológicas se está estudiando la transferencia de radionucleidos naturales según sus propiedades físicas y químicas, a fin de seguir la evolución de la corteza y el manto terrestres, estudiar los procesos asociados al ciclo hidrológico, y explicar algunos aspectos dela composición de la atmósfera. La radiactividad de las rocas, los minerales, el agua y la materia orgánica se usa mucho en la datación del material geológico y el arqueológico, y de las aguas subterráneas. La energía liberada durante la desintegración radiactiva se considera hoy día una de las principales fuentes de calor en el interior de la Tierra. Es posible que los movimientos de las capasde la litosfera, la orogenia de las montañas y el vulcanismo tengan su origen en la presencia de radionucleidos. Incluso a escala local, esta presencia puede dar lugar a zonas de flujo de altas temperaturas en rocas de la corteza terrestre. Ello, a su vez, produce la circulación convectiva de aguas subterráneas, que puede propiciar la formación de sistemas energéticos con componenteshidroeléctricos y la consiguiente mineralización. El descubrimiento y la posterior utilización de las reacciones de fisión y fusión han añadido nuevos elementos a la gama de materiales radiactivos presentes en el medio ambiente. Numerosos radionucleidos han pasado a integrar el ecosistema terrestre, principalmente por medio de los ensayos de bombas nucleares en la atmósfera, y de las emisiones provenientes de laindustria nuclear, entre otras fuentes. El seguimiento de su desplazamiento a través de distintos compartimientos del ecosistema mundial arroja nueva luz sobre la dinámica de la atmósfera y del ciclo hidrológico. (Véase el recuadro.)

El reloj natural de la Tierra
Quizá la más típica y lograda aplicación de la radiactividad en las ciencias geológicas sea su uso como "reloj" natural capaz demedir sucesivamente diversos procesos que ocurren en la Tierra. La versatilidad de este reloj es notable, pues puede funcionar eficazmente en más de 15 órdenes de magnitud cuantificando procesos cuya duración oscila entre minutos y miles de millones de años. Para datar con precisión cualquier material de origen geológico o biológico, deben cumplirse dos requisitos esenciales: 1) evaluar con cuidadolas fuentes y los sumideros posibles del (de los) radionucleido(s) en uso; y 2) conocer o evaluar el antiguo estado físico del sistema que se datará (sistema abierto o cerrado). En la datación geológica y arqueológica se utiliza una diversidad de radionucleidos: los producidos durante la nucleosíntesis estelar (radionucleidos primordiales), los pertenecientes a las series de desintegraciónnatural, los resultantes de reacciones nucleares naturales que se producen en la atmósfera (radionucleidos cosmogénicos) y en la litosfera (radionucleidos producidos in situ), y los originados en reacciones nucleares artificiales (radionucleidos antropogénicos). ¿Cómo funciona el reloj radiactivo? Su funcionamiento se basa en que la desintegración radiactiva no depende de las condiciones físicas yquímicas ni de los cambios en el medio ambiente. La velocidad de desintegración de un radionucleido está determinada por el período de semidesintegración, que puede definirse como el tiempo necesario para que un número determinado de átomos de ese radionucleido se reduzca a la mitad. Para que la datación se pueda efectuar con exactitud, se requieren períodos de semidesintegración del mismo orden que...