La Geoquímica
La Geoquímica es la rama de la ciencia geológica que estudia la química del planeta. La Geoquímica aplica los principios químicos a los procesos que gobiernan la abundancia y distribución de los elementos en las diversas partes de la Tierra y en los cuerpos celestes (cosmoquímica).
La geoquímica busca entender las leyes que gobiernan la distribución de los elementos químicos en los diversos materiales que componen el interior y la superficie de la Tierra: magmas, rocas, minerales, agua, etc.
No ha consenso entre los diversos autores en cuanto a que período de la historia se puede designar como el inicio de la Geoquímica. Algunos sugieren que los trabajos de George Bauer (Agrícola), conocido como el padre de la mineralogía, en el sigo XVI, pueden ser considerados como el inicio de esta rama de la geología.
Bauer nació en la ciudad minera de Freiberg, en Alemania. Trabajó como químico en el laboratorio de la mina y observandolas sugirió que las rocas eran descompuestas en la superficie de la tierra por el agua de lluvia. Posteriormente, la circulación de agua subterránea formaba nuevas rocas en grandes cavernas subterraneas.
Bauer no intentó cuantificar las reacciones químicas envueltas, pero observó que la solución y deposición por fluidos circulantes tenían un papel fundamental en la formación del mineral. Sus trabajos están documentados en el primer libro de texto de geología y mineración: De Re Metallica.
Los trabajos de James Hutton (1726-1797), padre de la Geología y Abraham Werner (1750-1817), se basaban fuertemente en el conocimiento de química que ambos poseían.
Hutton defendía la tesis de la formación de todas las rocas por procesos magmáticos de cristalización, a partir de un fundido seco (plutonismo), en tanto que Werner creía que todas las rocas eran formadas por la precipitación de material disuelto en el agua del mar (neptunismo)
En la primera mitad del siglo XX, en tanto, que la geoquímica ganaba destaques como una rama de la geología, principalmente con los trabajos de N. L. Bowen, V. M. Goldschmidt y S. S. Goldich.
Bowen era un científico respetado y trabajó en el Carnegie Geophysical Laboratory, en Washington, D. C. (1910-1930). A pesar del nombre, buena parte de los trabajos realizados en el laboratorio trataban de la geoquímica de altas temperaturas.
Bowen realizó el primer experimento sistemático de laboratorio sobre la cristalización de rocas ígneas y desarrolló importantes diagramas de fases geológicas.
Goldschmidt es recordado como el padre de la Geoquímica Cuantitativa. El publicó el primer estudio geoquímica de los elementos y el primer libro de texto, amplio de geoquímica cuantitativa (1920-1945).
Goldich, (1930-1940), publicó numerosos artículos sobre la geoquímica de las reacciones de meteorización y estudios sobre equilibrio mineral en bajas temperaturas.
Ya en la segunda mitad del siglo XX, importantes trabajos de diversos científicos, ampliaron el campo de la geoquímica, siendo necesario citar entre los principales a: H.L. Barnes – Geoquímica de los Depósitos Hidrotermales: H.C. Helgeson – Geoquímica de las Soluciones Acuosas de Baja Temperatura; H.D. Holland — Geoquímica del Agua del Mar; F.D. Bloss – Cristaloquímica; Konrad Krauskopf – Termodinámica Geoquímica; Brian Mason — Cristaloquímica; y R.M. Garrels y C. Christ – Geoquímica de las Soluciones Acuosas.
Nacida como una rama de la geología, a partir del casamiento de esta con la química, la geoquímica hoy puede, por si sola, ser dividida en diversas disciplinas como ser:
Cristaloquímica, Geoquímica de Alta Temperatura, Geoquímica de Baja Temperatura (geoquímica de los procesos exógenos), Geoquímica Oceánica, Geoquímica Orgánica, Geoquímica de los Isótopos, Geoquímica Ambiental y Geoquímica de Exploración Mineral o Prospección Geoquímica
La geoquímica de exploración mineral, o prospección geoquímica, utiliza los principios de la distribución de los elementos en la naturaleza en la búsqueda de indicaciones para la localización de depósitos minerales de valor económico.
Su uso se intensificó en la década de 1940, con el empleo de técnicas crecientemente sofisticadas en los trabajos de exploración mineral. El descubrimiento en 1955, por el australiano Sir Alan Walsh, da la posibilidad de usarse el fenómeno de absorción atómica para la mediación del tenor de elementos químicos en los materiales analizados, llevando a la creación del espectrómetro de absorción atómica, permitiendo realizar análisis químicos de los minerales y rocas a bajo costo y con gran rapidez.
El desarrollo de modelos portátiles, para su uso en campo, llevó al incremento rápido de la prospección geoquímica, principalmente en Australia, Estados Unidos, Canadá, la antigua Unión Soviética, Países Escandinavos y África del Sur.
La gran diversificación y ampliación del espectro de alcance de la geoquímica en los días actuales hicieron que esta disciplina se presente como una herramienta de elección, no solo en los varios campos de la investigación científica, sino también en la solución de problemas en diversas áreas de la actividad humana.
En el campo de la investigación científica básica, la geoquímica es fundamental en los estudios de la génesis y evolución de las rocas ígneas, metamórficas y sedimentarias; en el estudio de la distribución y migración de los elementos y sus isótopos entre las diversas partes que componen el planeta, así como el génesis y distribución de los depósitos minerales de la superficie terrestre.
En el ámbito de las aplicaciones de la geoquímica como disciplina auxiliar en la atención de las diferentes necesidades humanas contemporáneas, se destacan la prospección geoquímica y la geoquímica ambiental.
La prospección geoquímica, utilizada principalmente en la búsqueda de recursos minerales, ha desempeñado un papel importante en el descubrimiento de importantes yacimientos de minerales en los últimos 50 años en todo el mundo.
En ese aspecto, sus grandes usuarios han sido los servicios geológicos nacionales y estatales, en diversos países del mundo, así como las grandes empresas mineras multinacionales. Además de la exploración orientada para los depósitos de minerales metálicos, la prospección geoquímica también ha sido utilizada en la búsqueda por minerales radioactivos y combustibles fósiles.
Los datos geoquímicas son útiles en el estudio de los ambientes depositarios y la geoquímica de superficie puede ayudar a determinar la probabilidad de encontrarse petróleo o gas en profundidad.
La geoquímica ambiental tiene una historia más reciente que sin embargo ha presentado un desarrollo más acelerado en las últimas décadas. Su campo es vasto, abarcando el estudio de la química de los océanos, el flujo de poluentes en las zonas costeras, los efectos hidrotermales en las zonas profundas; la distribución del dióxido de carbono y otras substancias de la atmósfera, como por ejemplo, las emisiones industriales que provocan lluvias ácidas. Estudia también las aguas superficiales de lagos y ríos y de aguas subterráneas, importante en la determinación de la calidad del agua para consumo humano y el estudio de los efectos nocivos para la salud humana de los residuos urbanos y los agentes defensivos agrícolas.
Las técnicas geoquímicas de muestreo, análisis y estadística de aguas y sedimentos superficiales, permiten separar anomalías geoquímicas naturales de anomalías oriundas de la actividad humana y así, auxiliar en la prevención o reparación de daños ecológicos.
Como un instrumento de diagnóstico y monitoreo del medio ambiente, la geoquímica también incluye entre sus grandes usuarios a los gobiernos nacionales, estatales y municipales, las organizaciones no gubernamentales con preocupaciones ecológicas y empresas privadas con grandes proyectos industriales, que necesitan evaluar los impactos negativos que sus actividades pueden causar al medio ambiente, muchas veces a fin de conseguir o no un permiso gubernamental de prospección o instalación en determinado sito.