La Fascinante Vida de los Cristales

En el blog de Maxi “Evolucionarios”, alguien tocó el tema de los cristales como ejemplo de autoorganización comparándolo con el fenómeno de la vida. Obtuvo una respuesta casi despreciativa: los cristales son entidades “estáticas”, que sólo crecen en su superficie por afinidad química y en cuyo interior no existen los complejos fenómenos químicos que caracterizan a los seres vivos.

Respuesta casi correcta... pero incierta. Los cristales (en realidad deberíamos hablar de minerales) son entidades mucho mas móviles, variables y complejas de lo que cualquiera podría pensar cuando los ve en los estantes de una colección o lleva a cabo el típico experimento escolar con sal gema.

Lo que ocurre es que, para empezar, su mundo no es nuestro mundo. En su verdadero mundo las presiones se miden en miles de bares, las temperaturas en cientos de grados centígrados y el tiempo en siglos o milenios. Los fugaces seres vivos ni siquiera podemos sobrevivir un instante en ese ambiente ni podemos aspirar a captar su diversidad y complejidad... Todo lo que podemos ver de ese mundo son fragmentos congelados arrancados brutalmente de su medio. Reliquias fósiles.

El origen de todos los minerales suele ser un magma en fusión que se enfría lentamente. A partir de una masa casi homogénea en su composición, las diferentes especies minerales se diferencian y reúnen arrastradas por factores físicos y químicos formando cristales. Los cristales interaccionan con su medio, creciendo a partir de los iones y moléculas dispersas en un medio que no es ni sólido ni líquido, que está saturado de compuestos químicos pero que no es ni una disolución ni una suspensión ni una mezcla sino un poco de todo a la vez y en el cual la presencia de los cristales ya formados recoge, rompe y recombina moléculas para añadirlas a la masa del cristal en una estructura característica. Ciertamente hay una especie de “selección natural” entre los cristales individuales y las diversas formas cristalinas porque serán muchos a competir por los mismos átomos o iones, el medio cambia a medida que cambian la composición química o los parámetros físicos y unas formas son mas estables en un rango de presión-temperatura, otras crecen más rápidamente, etc. Algunas especies minerales cambian de una forma a otra, se “adaptan” a medida que transcurren estos cambios. Otras desaparecen, se “extinguen” , y sus componentes son absorbidos (¿devorados?) por los supervivientes o dan lugar a formas nuevas, estables en los nuevos parámetros. Algunos cristales son "parasitados" por otros que crecen en su superficie o en su interior hasta suplantarlos por completo, conservando la forma cristalina pero eliminando completamente la composición química original. Otras formas son capaces de migrar (se “mueven”) a través de la masa agrupándose en agregados en algún otro lugar mas favorable. Algunos compuestos emigran a través de las rocas encajantes para cristalizar muy lejos de su origen.

Toda esta actividad tiene lugar en lapsos de miles o millones de años, pero en algún momento la masa se “congela” y los cristales aguardan pacientemente un nuevo cambio en las condiciones. Tal vez la masa vuelva a hundirse en la corteza terrestre hasta recuperar las condiciones adecuadas para reiniciar la actividad . O tal vez serán arrancados, disueltos y transportados a lugares remotos en un mundo que ahora será hostil para unas formas pero no tanto para otras. Los componentes darán lugar a otras formas cristalinas en rocas sedimentarias, estables en su nuevo ambiente pero con una “vida” no menos atareada: captar elementos e iones, recombinarlos en moléculas, agregarlos a la estructura, .... evitar que otros cristales se los queden primero. Hasta que las rocas sedimentarias se hundan en la corteza y se fundan reiniciando el ciclo.

¿Estáticos? . Solo nos lo parece porque no vivimos lo suficiente para apreciarlos.

La caolinita, la dickita y la nacrita tienen exactamente la misma composición química: Al4((OH)8Si4O10) y la misma estructura cristalina básica... pero alguna de sus propiedades físicas son completamente diferentes. Minerales tan sencillos como la calcita, el ópalo o el cuarzo se presentan en cientos de variedades diferentes. Cambios mínimos de composición, como la presencia de ciertos elementos traza) dan lugar a formas tan diferentes como el zafiro , el corindón o el rubí. Algunos minerales pueden “mudar” de una forma a otra ante nuestros ojos como la azurita y la malaquita... Los fenómenos físicos y químicos que intervienen en la formación y desarrollo de los cristales son sencillos, pero las interacciones son tan complejas que buena parte de los fenómenos que ocurren en el mundo de los cristales ni siquiera podemos explicarlos de modo pausible.

La fotografía que he elegido para ilustrar este post es un cristal de rejalgar (que es un sulfuro de arsénico) idiomorfo sobre cristales de calcita (que, como todo el mundo sabe, es un carbonato de calcio). Es idiomorfo porque el rejalgar cristaliza en el sistema monoclínico mientras que la calcita es romboédrica. Sin embargo, en este caso, el rejalgar ha imitado la forma cristalina de la calcita. ¿ Mimetismo?

Es broma, claro. Los cristales no están vivos ... pero representan fenómenos de autoorganización que, en principio, tienen su causa en las mismas leyes físicas y químicas en que se basa la vida. Schrödinger describió a las moléculas orgánicas como “cristales aperiódicos”. Tal vez la distinción sea mas sutil de lo que parece.
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