This is an authorized translation of an Eos article. Esta es una traducción al español autorizada de un artículo de Eos.
Los núcleos de hielo, así como los anillos de los árboles, pueden contar historias sobre el pasado. Y en la Antártica, los núcleos han revelado un registro de 2,000 años de deposiciones de partículas de metales pesados provenientes del hemisferio sur.
Los niveles de metales tóxicos como lo son el plomo y el cadmio—producidos por la minería y la metalurgia—aumentaron drásticamente después de que los españoles conquistaran a los Incas en el siglo XVI, de acuerdo a nuevas investigaciones. Y breves disminuciones de estos metales pesados coincidieron con eventos como las guerras y los brotes de enfermedades.
Estos descubrimientos arrojan una nueva luz en cómo los cambios medioambientales se vinculan a la historia en el Hemisferio Sur.
Los rastros más débiles
El agua que fluye a través del laboratorio de Joseph McConnell es lo bastante pura como para ser bebida. McConnell, un científico del medioambiente del Instituto de Investigación del Desierto en Reno, Nevada, junto a sus colegas analizan la composición química de los núcleos de hielo calentándolos suavemente y haciendo pasar el agua proveniente del deshielo por instrumentos altamente sensibles. Los sensores en el laboratorio de McConnell pueden detectar rastros de elementos y compuestos presentes en tan sólo algunas partes por billón, o incluso cuatrillón, dice Nathan Chellman miembro del equipo, un hidrólogo de nieve, también perteneciente del Instituto de Investigación del Desierto. “Las concentraciones son muy, muy bajas.”
McConnell y sus colaboradores, analizaron recientemente un conjunto de núcleos de hielo perforado de cinco lugares diferentes en el Este de la Antártica entre el año 2013 y 2021. Las investigaciones se enfocaron en los 100-150 metros superiores de cada núcleo de hielo, que abarcaba la nieve caída en el Continente Blanco sobre los últimos 2 milenios.
La nieve es, por supuesto, dominada por moléculas de agua, pero McConnell y su equipo pusieron su mirada en algo más: la contaminación.
Las partículas de metales pesados, creados por las actividades como la quema de combustible fósil, la minería, y la metalurgia, aparecen en los núcleos de hielo porque las partículas a menudo viajan en los granos de polvos. Estos granos pueden, a su vez, ser elevados a la tropósfera y transportados por corrientes de miles de kilómetros antes de eventualmente salir de la atmósfera cuando nieva.
McConnell y sus colegas usaron modelos atmosféricos para demostrar que los granos de polvo encontrados en el Este de la Antártica, pudieron haber viajado fácilmente desde las zonas terrestres habitadas más cercanas—Australia y Sudamérica—en tan sólo una o dos semanas.
El momento de la extracción
Los investigadores midieron con precisión las concentraciones de varios elementos en sus cinco núcleos de hielo. También atribuyeron una marca de tiempo para cada una de esas mediciones, correlacionando las fechas de las erupciones volcánicas conocidas con las marcas de procesos volcánicos observados en los núcleos.
“Por cada onza (28.35 gr) de plata que produces, podrías producir 10,000 onzas (283,495 gr) de plomo”.
McConnell y sus colegas se enfocaron en tres metales específicos: plomo, cadmio y bismuto. Esos elementos pueden ser producidos por la minería y metalurgia. La extracción de algo similar a la plata, por ejemplo, normalmente significa tamizar a través de gran cantidad de material que contiene plomo, explica McConnel. “Por cada onza (28.35 gr) de plata que produces, podrías producir 10,000 onzas (283,495 gr) de plomo”.
Pero el plomo, el cadmio y el bismuto son además liberados por la meteorización normal de las rocas y la actividad volcánica. “Estas fuentes naturales pueden contribuir significativamente al origen de los niveles de metales pesados en la atmósfera,” dice Mariusz Potocki, glacioquímico en la Universidad de Maine, no participante en esta investigación.
Para considerar esas fuentes de metales pesados, McConnell y sus colegas corrigieron sus datos basándose en las mediciones de cerio y talio en los mismos núcleos de hielo. Esos elementos rastrean la meteorización de la roca y el vulcanismo, respectivamente. Dichas correcciones fueron aspectos críticos de estos nuevos análisis, McConnel dice. “Eso es lo que hizo todo esto posible.”
La loca carrera de los lingotes
Los núcleos de hielo mostraron que las concentraciones de plomo comenzaron a aumentar en los 1,200s. Y un incremento consistente y pronunciado–cerca de tres veces los niveles medidos desde el año 1 al 400 d.C.- que continuó a principios del siglo XVII.
Eso tiene sentido, los investigadores sugirieron: El Imperio Inca había caído ante los españoles en el siglo XVI, y los colonizadores no perdieron el tiempo en desarrollar extensas operaciones mineras en Sudamérica para extraer metales preciosos, tales como el oro, para enviar a España en forma de lingotes. Una de esas operaciones fue la mina de plata de Potosí, la cual pasó a producir una parte importante de la plata del mundo.
El equipo notó que el cadmio y el bismuto, también mostraron incrementos más bajos, pero constantes, a principios del siglo XVII. A mediados del siglo XIX, las concentraciones de los tres metales pesados habían amumentado en al menos 10 veces respecto a los niveles de a principios de la Era Común. El equipo concluyó que muchas de las más recientes contaminaciones de metales pesados podrían ser atribuidas al inicio de la minería de plomo en Australia y a la minería de estaño en Bolivia.
Sin embargo, cuando McConnell y su equipo observaron de cerca sus mediciones, estaban sorprendidos al descubrir varias caídas en los datos. Para empezar, todas las concentraciones de plomo, cadmio y el bismuto disminuyeron al final de los 1,580s.
Ese momento, los investigadores se dieron cuenta, correspondía a la llamada Epidemia Andina, el brote de una enfermedad, posiblemente de viruela o sarampión. La enfermedad extendida entre los Pueblos Indígenas–la mano de obra trabajando en las minas de Sudamérica–podría haber afectado probablemente la producción de plata y por lo tanto las emisiones de metales pesados, concluyó el equipo.
“Es muy loco pensar que una pandemia en los Andes a principios de los 1,500s alterara la contaminación en la Antártica”.
“Es muy loco pensar que una pandemia en los Andes a principios de los 1,500s alterara la contaminación en la Antártica,” dice McConnell.
A principios del siglo XIX, los niveles de plomo y cadmio volvieron a descender luego de las guerras de independencia en Sudamérica. Esas batallas dañaron la infraestructura de las minas y frenaron las inversiones internacionales de la minería en Sudamérica, indicaron McConnell y sus colegas. Los estudios fueron publicados en Science of the Total Environment.
Potocki dice que estos resultados resaltan las repercusiones y el gran alcance que tienen las actividades antropogénicas. Los resultados “no sólo son creíbles, también enfatizan el alcance de la influencia humana en el medioambiente”. En el futuro, sería valioso investigar cómo la biología y la ecología de un lugar son afectados por la deposición de metales pesados, agregó Potocki.
—Katherine Kornei (@KatherineKornei), Escritora de ciencia
This translation by Isis Pizarro Brito (@Isisgeoup) was made possible by a partnership with Planeteando and GeoLatinas. Esta traducción fue posible gracias a una asociación con Planeteando y Geolatinas.