El Universo en una caja de fósforos

Paula Ximena García Reynaldos*

*Dirección de Comunicación de la Ciencia    

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«Somos polvo de estrellas que piensa acerca de las estrellas»

-Carl Sagan, astrónomo y divulgador (1934-1996)

 

Todos los elementos químicos que forman la materia de nuestro Universo, tienen origen en la estrellas, incluso los que componen la tinta que hizo posible se imprimieran estas letras.

Con excepción de los dos más simples y más abundantes: el hidrógeno y el helio, que se formaron en los primeros instantes de existencia del Universo -de acuerdo a la teoría actual más aceptada, el Big Bang  o Gran Explosión-, todos los demás elementos se forman en las estrellas a partir de las reacciones nucleares que ocurren en ellas.

A través del tiempo con la evolución del Universo, han nacido y muerto millones de estrellas y con ellas, en algunos casos, planetas como el nuestro, que a fin de cuentas están formados también por material estelar.

Resulta pues que de toda la materia existente en el Universo prácticamente un 98% corresponde a hidrógeno y helio, mientras que el 2% restante corresponde a los más o menos 90 elementos químicos que existen de manera natural y que los seres humanos hemos clasificado en la tabla periódica.

Sin embargo, aunque en escalas astronómicas son sólo dos los elementos que predominan, los seres humanos si podemos hablar de una abundancia relativa de los demás elementos, que varía dependiendo del rincón del Universo donde nos encontremos.

Por ejemplo, en la corteza de nuestro planeta el elemento más abundante es el oxígeno, acompañado del silicio, el aluminio, el hierro, el calcio, entre otros. Si consideramos la materia estelar que forma nuestros cuerpos, también el oxígeno es el más abundante, seguido por carbono, hidrógeno, nitrógeno, fósforo y azufre, los cuales  por esa razón se consideran los elementos esenciales para la vida. De entre ellos el fósforo es clave, pues forma parte de una de las moléculas más importantes para la vida en la Tierra: el ADN, que contiene la información genética que a nosotros nos hace seres humanos, a mi perro un perro y así con cada uno de los seres vivos del planeta.

 

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Aunque no es de los más abundantes, el fósforo también está presente en la corteza terrestre. Por sus características casi siempre está combinado con otros elementos que forman ciertas rocas. Al ser un elemento que existe tanto en los seres vivos como en la Tierra, el fósforo forma parte de un ciclo biogeoquímico, que describe el paso de un elemento a través de los ecosistemas.

Para plantas y animales el fósforo se considera un nutriente esencial, los vegetales lo toman del suelo y si los animales consumen esas plantas obtienen fósforo también. Cuando los seres vivos morimos, el fósforo puede reincorporarse al suelo a través de la acción de ciertos microorganismos, además las excreciones de todos los animales -incluidos nosotros, por supuesto- contienen cantidades significativas de fósforo, incluso el alquimista alemán Hennnig Brandt, que descubrió este elemento en el siglo XVII, lo obtuvo a partir de orina.

Así de manera ideal un ciclo biogeoquímico contribuye a que las cantidades de esos elementos en la Tierra permanezcan más o menos constantes. Sin embargo dado que los seres humanos no sólo podemos reflexionar sobre nuestro entorno, sino también modificarlo, por lo que desde hace tiempo hemos interferido en estos ciclos, pues hemos encontrado diversos usos para los elementos que forman a  nuestro planeta.

Es muy probable que todos tengamos en nuestras casas uno de los principales desarrollos tecnológicos que usan fósforo: los cerillos; sin embargo esa no es la única aplicación que le hemos dado a este elemento, compuestos de fósforo se utilizan en ciertos jabones y detergentes, además de que dado que es un nutriente para las plantas, se utiliza en la producción fertilizantes.

Con esto hemos dado una mayor movilidad al fósforo en el planeta, el cual no siempre termina en dónde el ecosistema podrá reintegrarlo mejor: los aguas residuales con altos contenidos de fósforo han ocasionado problemas de contaminación en cuerpos de agua, incluso en los mismísimos Lagos de Xalapa, investigadores de la UV han encontrado desde hace varios años, concentraciones de fósforo mucho más altas que las deseables, lo que contribuye a la proliferación de algas, que causa el color verdoso del agua e impide el sostenimiento de otras formas de vida.

 

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Además de estos problemas de desequilibrio ambiental, todo ese fósforo que usamos en cerillos, fertilizantes y detergentes, tiene que provenir de algún lado. Por supuesto sale del único lugar donde podemos obtenerlo los seres humanos: los depósitos minerales de la corteza terrestre, en donde, existe de manera limitada. Expertos en el tema, agrupados en redes de investigación como la Global Phosphorus Network (Red Global del Fósforo) consideran que dentro de un par de décadas existirá una escasez mundial de fósforo, lo cual por el uso que se le da tendrá diversas repercusiones, entre las cuales estará el aumento de los costos de  producción y precio de los alimentos cultivados.

Así aunque no hay recibido tanta prensa como el agotamiento de las reservas de petróleo o el cambio climático global, es claro que el asunto del fósforo tiene una importancia similar y para atacarlo es importante que los gobiernos y organizaciones globales establezcan políticas que favorezcan un uso racional de este recurso, así como su reciclaje de las fuentes de “deshecho” en las que se podría recuperar el fósforo, incluso algunos investigadores en biotecnología proponen el desarrollo de cultivos que tengan menores necesidades de este elemento para evitar el uso excesivo de fertilizantes.

Por lo pronto, hoy cuando enciendan un cerillo, no sólo podrán pensar en el viaje cósmico que hizo ese elemento para llegar a sus manos, sino también podrán reflexionar sobre cómo, acciones que nos parecen insignificantes, tienen una gran implicación para todos los seres humanos y el planeta que habitamos.

Aquí puedes consultar la publicación original Ciencia y Luz 21-ene-14