Una nueva investigación revela por qué esta es la forma de oro más rara del mundo

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Más de 130 años después de su descubrimiento, los científicos han analizado mediante alta tecnología la insólita estructura de cristal del «Cuerno de Carnero».


Por Maya Wei-Haas

El alambre de oro ha sido durante años un precioso enigma científico. Existen pocas formas de estudiar este metal denso y, debido a su rareza, nadie quería llevar a cabo pruebas que destrozaran sus estructuras. Ahora, un equipo de científicos ha analizado por primera vez la estructura cristalina del alambre de oro mediante alta tecnología, lo que podría ayudarlos a averiguar cómo se forman estas curiosas florituras.

En 1887, cuando la producción de oro de Colorado se acercaba a su pico, la mina Ground Hog, cerca de la localidad de Gilman, reveló un tesoro inesperado: un fragmento de oro viscoso dividido en tres tentáculos rizados. Con una longitud de 12 centímetros y un peso aproximado de 226 gramos, las florituras amarillas de este metal precioso representan la forma más rara de oro hallada hasta la fecha.

«Es un objeto verdaderamente único, no existe nada comparable», afirma John Rakovan, minerólogo de la Universidad de Miami en Ohio. Sin embargo, esta rareza tiene una desventaja científica: nadie quería dañar ni cortar las pocas muestras de alambre de oro para llevar a cabo las pruebas necesarias para desentrañar cómo se habrían formado. Durante décadas, el alambre de oro fue un enigma persistente.

Ahora, un equipo de investigadores ha podido observar el interior de la muestra, conocida como Cuerno de Carnero, con la ayuda de un acelerador de partículas de 800 metros en el Laboratorio Nacional de Los Álamos. Los resultados revelaron que la muestra, que parece estar formada por decenas de brillantes alambres de oro, es en realidad un enorme cristal o solo unos pocos cristales que crecen juntos.

La nueva investigación del alambre de oro aún no se ha publicado en una revista revisada por pares, pero la comunidad geológica ya está emocionada con el avance publicado por el laboratorio de Los Álamos. Estos resultados y los de otros futuros estudios podrían tener repercusiones de gran alcance: contribuir a técnicas de minería más eficientes o hallar nuevos usos para el oro en tecnologías que dependen de los metales son dos ejemplos que propone Raquel Alonso-Pérez, comisaria del museo de Harvard, donde se encuentra el cuerno actualmente.

«Lo que han hecho es fantástico y no cabe duda de que van a desarrollarlo más», afirma James Hagadorn, comisario de geología del Museo de Naturaleza y Ciencias de Denver, que alberga otras muestras de alambre de oro de la mina Ground Hog de Colorado. «Habíamos pensado en hacer lo mismo con nuestros especímenes».

«Es todo muy nuevo y emocionante», añade Aaron Celestian, comisario de ciencias minerales en el Museo de Historia Natural de Los Ángeles, que también contiene alambre de oro.

Pasta de dientes de oro

Es posible que la extracción de oro evoque imágenes mentales de fragmentos brillantes redondeados por sus viajes río abajo. Pero el oro también puede convertirse en cristales asombrosos cuando emerge de aguas ricas en minerales y calentadas de forma natural que fluyen por grietas de rocas. Cuando estos cristales se alargan, suelen denominarse alambres.

«Es como si un gorila pisara un tubo de pasta de dientes, salvo que es oro sólido», afirma Hagadorn.

Aunque estos alambres de oro fluidos son relativamente comunes, el alambre de oro real es sumamente raro. Hagadorn explica que puede identificarse mediante los surcos que lo atraviesan, como si el metal hubiera pasado por una manga pastelera, de ahí que se denomine alambre de oro estriado. La cantidad de depósitos identificados que producen estas muestras podrían contarse con los dedos de una mano, según cálculos de Rakovan.

Actualmente, el Cuerno de Carnero se encuentra en el Museo Mineralógico y Geológico de Harvard. Llegó al museo a mediados del siglo XIX dentro de una impresionante colección de minerales donada por, Albert C. Burrage, alumno de Harvard. En el momento del hallazgo, el cuerno de oro tenía un valor de 160 dólares estadounidenses por su peso, equivalentes a 4.500 dólares en actualidad. Rakovan no reveló su valor actual por motivos de seguridad, diciendo que solo vale «un penique muy bonito».

En febrero de 2018, en la muestra anual de gemas y minerales de Tucson, Alonso-Pérez habló con Rakovan para determinar su interés en estudiar el cuerno de oro. Este, que recordaba las visitas al museo para ver la resplandeciente muestra, no vaciló. Su equipo y él colaboraron con investigadores del Laboratorio Nacional de Los Álamos con la esperanza de descifrar la estructura cristalina del cuerno empleando técnicas que no lo dañaran.

Pero esto planteaba un problema: transportar un objeto preciado que está sujeto a un montón de protocolos de seguridad desde Massachusetts a Nuevo México.

«Trabajamos durante meses para conseguir todo el papeleo y establecer las políticas necesarias», afirma Alonso-Pérez, que añade que investigar en instalaciones nucleares solo aumentó el montón de papeleo. Pero, finalmente, el fragmento de oro emprendió el viaje.

«Probablemente se trate del objeto más valioso que he tenido en la mano o que he tocado jamás», afirma Sven Vogel, físico del centro de ciencia de neutrones del Laboratorio Nacional de Los Álamos.

Oro y plata

En Los Álamos, el equipo bombardeó la muestra con neutrones, uno de los componentes subatómicos de los átomos, que pueden penetrar la superficie del oro. Cuando estas partículas chocan con estructuras cristalinas, salen disparadas en varias direcciones. En una muestra compuesta de un solo cristal, los neutrones esparcidos suelen seguir solo unas pocas trayectorias. Cuantos más cristales hay, más dispersas son las trayectorias, lo que enturbia las señales.

El análisis del equipo reveló que era probable que el cuerno de oro estuviera compuesto de solo unos pocos cristales. El equipo también analizó un espécimen mucho más pequeño procedente de Colombia, que se riza en una sola espiral y que también parece estar formado de una cantidad sorprendentemente pequeña de cristales.

Esta conclusión contrasta mucho con el alambre de plata, un pariente del alambre de oro que es mucho más corriente. En trabajos anteriores, los investigadores habían cortado dichas muestras plateadas y determinaron que están compuestas de una red entrelazada de cristales.

En el caso del alambre de oro, los investigadores también analizaron los neutrones absorbidos, lo que reveló otra sorpresa: ambas muestras son en realidad aleaciones de oro con hasta un 30 por ciento de plata. Los posteriores análisis de laboratorio con potentes rayos X —que tienen diez veces más energía que los empleados en los escáneres médicos— confirmaron que la densidad y, por consiguiente, la composición, es similar en cada muestra.

Cumplir una misión

El significado de este descubrimiento aún es un tema de debate, pero podrían obtenerse algunas pistas gracias a un nuevo estudio publicado en Geology que profundiza en el mecanismo responsable de la formación de alambre de plata. Para esa investigación, Rakovan y un equipo científico distinto crearon alambre de plata sintético a partir de sulfuro de plata para desentrañar cómo se forma. Esta capacidad de cultivar alambre de plata sintético se documentó ya en el siglo XVI, cuando los mineros que fundían mineral de plata informaron de la aparición de unos pelos metálicos y brillantes mientras trabajaban. Este nuevo estudio empleó un método similar, creando un gradiente térmico en una roca de sulfuro de plata.

Rakovan explica que la formación del alambre se debe a una propiedad peculiar del sulfuro de plata conocida como conducción superiónica, que significa que los iones de plata —con la ayuda de los gradientes térmicos o eléctricos— atraviesan la roca sólida a ritmos sorprendentemente altos. Estos átomos de plata de alta velocidad se acumulan en la superficie de la roca, lo que finalmente empuja hacia arriba la punta del alambre, que sigue alargándose conforme se acumula más plata en su base. En solo media hora, los investigadores fueron capaces de crear alambres de hasta siete milímetros.

«Puedes verlo crecer ante tus ojos», afirma Rakovan.

Los investigadores postulan que es posible que el alambre de plata tenga tantos cristales entrelazados por esta velocidad. El oro es mucho menos reactivo y no forma sulfuros de forma natural, así que podría crecer mucho más lentamente y, por lo tanto, formaría cristales más grandes y en menor cantidad. Rakovan compara el proceso con construir una pared de ladrillos.

«Si construyes la pared de ladrillos muy lentamente, te saldrá una pared recta y plana», afirma. «Pero si todos trabajan apresuradamente y tiran los ladrillos y los cementan, habrá muchos defectos, y esos defectos serían básicamente las fronteras de las vetas [cristalinas]». Futuros estudios del oro y la plata con alta tecnología podrían responder a algunas de las preguntas.

«Hemos aprendido más sobre el alambre de plata en los dos últimos años de lo que se ha aprendido en los últimos 400 años», afirma Rakovan. «Es bastante asombroso todo lo que estamos descubriendo».

Para Alonso-Pérez, el trabajo tiene un significado mayor: «creo que hemos cumplido la misión de las colecciones de museo», afirma.

Aunque los museos son piezas importantes de la educación pública, también son un repositorio que salvaguarda nuestra historia natural para futuras generaciones de científicos que pueden abordar incógnitas más complejas empleando pruebas más sensibles, como utilizar un acelerador de partículas para estudiar una muestra de oro descubierta más de un siglo antes.

«La mayoría de las colecciones de muse se usan para exhibiciones; la gente va de visita y las disfruta», afirma. «Pero creo que, en el fondo, el propósito es la ciencia y la investigación, hacer que la ciencia avance».

nationalgeographic.com.