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La atmósfera que vino de la radiactividad

(11/04/2011)

Hay un 1% de nuestra atmosfera que procede de la radiactividad. Es un gas estable e  inerte lo que le permitió permanecer escondido durante mucho tiempo. E incluso después de ser descubierto, no fue fácil entender su origen y características. Lo llamamos argón y podemos rastrear su origen hasta las rocas que forman la corteza de nuestro planeta.

No es fácil saber como esta formada nuestra atmósfera. Inicialmente se consideraba que el  aire era un elemento único, diferente del resto e imprescindible para la vida. La primera sugerencia de que podía estar compuesto por dos o más elementos apareció finales del siglo XVIII. Basándose en experimentos previos de Joseph Priestley y Daniel Rutherford, Antoine-Laurent Lavoisier propuso que el aire estaba formado por dos gases. Uno de ellos soportaba la vida y se llamo oxigeno. El otro causaba su muerte y lo denomino azoe (“sin-vida”) aunque el nombre que perduro fue nitrógeno. Durante unos 100 años esta fue la composición aceptada para nuestra atmósfera hasta que, en 1785, Henry Cavendish encontró algo extraño. Tomó una gran cantidad de aire mezclado con oxigeno y, mediante chispas eléctricas, consiguió combinar  el oxigeno con nitrógeno y extraer ambos. La pequeña burbuja de gas restante era inerte y no reaccionaba con nada. Este gas era el argón y fue el primer gas noble descubierto. Lastima que durante otros 100 años nadie se dio cuenta. Simplemente no sabían que era y su descubrimiento quedo en el olvido.


Aislandoel argón.Fuente: Wikipedia
Descubrimiento del argón por Rayleigh
Hubo que esperar hasta 1894 cuando otros dos químicos, Rayleigh y Ramsay utilizasen la espectroscopiapara analizar ese gas. Descubrieron que, en su mayor parte, era un elemento totalmente nuevo que denominaron  argón. Así es, hasta hace 115 años ni siquiera conocíamos bien la composición del aire que respiramos. Sin embargo, existía un grave problema con este nuevo elemento. Cuando se intentó encajarlo en la tabla periódica de Mendeleiev sus características no coincidían con el resto. Los diseños iniciales de tabla periódica se basaban en la valencia y el peso atómico de un átomo. Siguiendo el último criterio, el argón debía encontrarse entre el potasio y el calcio. Sin embargo, su comportamiento químico sugería que el lugar más apropiado estaba entre el cloro y el potasio. A principios del siglo XX,  Henry Moseley reorganizo la tabla periódica utilizando como referencia el número atómico y situó al argón justo antes del potasio. Era la posición correcta aunque no explicaba la discrepancia. Por alguna razón, este elemento era más pesado de lo esperado. Al menos, el argón que podíamos encontrar en nuestro planeta. 

El misterio empezó a resolverse al analizar el argón presente en el Sol y el resto de universo. El argón terrestre es, al 99,6%, argón-40.  Es decir, su núcleo esta formado por 18 protones y 22 neutrones. Fuera de la Tierra, predomina el argón-36 formado por los mismos 18 protones pero con solo 18 neutrones. Los dos son isótopos estables y nada radiactivos pero tienen un origen distinto. El argón-36 se forma en el interior las estrellas mediante nucleosíntesis. En cambio, nuestra variedad de argón procede de la desintegración del potasio-40 contenido en las rocas. Este último es un átomo radiactivo con 19 protones y 21 neutrones. Generalmente se convierte en calcio-40 pero, en 1938, el físico Luis W. Álvarez demostró que, en un 11% de los casos, se transformaba en argón-40. Para ello, captura de un electrón lo que reduce el número de protones a 18 y aumentan los neutrones a 22. Casi todo nuestro argón, unos 70 billones de toneladas,  tiene este origen.

Un uno por ciento del aire que respiras ahora mismo procede la desintegración de átomos radiactivos. Y, dado que es un gas noble, es la fracción más estable e inerte del mismo.  Una curiosa paradoja
 

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