Los cristales gigantes con los que soñó Julio Verne están a 300 metros bajo México.

Cuando Julio Verne escribió Viaje al Centro de la Tierra creó en verbo algo que parecía impensable: una cueva cuyas paredes estaban cubiertas de cristales de tamaños delirantes, mucho más grandes que un ser humano. ¿Cómo podía la naturaleza producir algo así? En aquella época la esta idea de Verne era tan ficticia como el mundo de bestias prehistóricas que sus protagonistas encontraron bajo tierra. Sin embargo, lo que no sospechaba era que su pluma estaba describiendo una realidad al otro lado del océano. Su cueva de las maravillas existía y estaba en México.

Pasaron 136 años desde que se publicó el libro hasta que los hermanos Delgado descubrieron la cueva de Naica. Una gruta en plena mina de plomo, plata y zinc, a 300 metros bajo el desierto de Chihuahua. Atravesando túneles y grietas llegaron a la imaginación de Verne, y lo que había allí superaba cualquier expectativa. Los cristales de Naica no medían lo mismo que una persona, ni que dos. De hecho, no tenía sentido compararlos con personas. Algunos eran tan altos como un edificio de 4 plantas, alzándose 12 metros sobre las cabezas de los espeleólogos. Otros habían crecido a lo ancho, engrosándose hasta medir cuatro metros de diámetro. Hablamos de cristales de 55 toneladas, más o menos lo mismo que un cachalote.

Como si fueran las espadas de un extraño truco de magia, los cristales brotaban de las paredes de la cámara en todas las direcciones, creando el bosque de geometrías transparentes que Verne había descrito.

El vidrio no es cristal

Antes de hablar de cómo es posible que este escenario onírico sea real, conviene entender algo: que tus ventanales, botellas, botes y gafas no están hechos de cristal, sin vidrio. Si alguna vez has tratado con un geólogo sabrás que confundir estos conceptos equivale a la peor ofensa imaginable y que su martillo de picar rocas podría acabar participando en la discusión. Más allá de la broma, tener claros estos conceptos es clave en la geología.

Un cristal se puede definir como un material sólido cuya estructura microscópica está perfectamente ordenada. Este es el motivo por el que los cristales, sean naturales o artificiales, pueden desarrollar formas tan geométricamente precisas, como si hubieran sido cincelados por el maestro cantero más dotado de la historia. Si sus estructuras macroscópicas, a simple vista, tienen unas formas tan precisas es porque bajo un microscopio veremos que sus partes fundamentales también están ordenadas, ya sea a nivel iónico, atómico, molecular. Forman una red cristalina, que se llama, de la cual se infiere normalmente las formas que podrá adquirir el cristal entero.

El vidrio, en cambio, es un desastre al microscopio. Sus constituyentes están tan ordenados como la leonera de un adolescente. Se forman sometiendo a otros materiales, como algunos tipos de arena, a temperaturas de miles de grados. No obstante, aunque no sea del modo que piensas sí que utilizamos cristales a diario, solo que nos los comemos. Por ejemplo, si observamos un puñado de sal muy de cerca veremos que está compuesta de cubos casi perfectos, y estos están constituidos por una red cristalina. Lo que ocurre es que cuesta verlos porque son demasiado pequeños, lo cual nos lleva de vuelta a los cristales de Naica ¿Qué los hace tan distintos de la sal de mesa?

Una cuestión de tiempo

Existen varias formas por las cuales pueden formarse cristales, pero la mayoría ocurren en el agua. La idea es que en ella está disuelto el mineral que queremos cristalizar, pero no de cualquier manera. La cristalización se produce cuando se fuerza al mineral a que deje de estar disuelto, y eso se puede hacer de varias formas. Una es evaporando toda el agua, haciendo que la concentración del material a cristalizar aumente tanto que el líquido se sature y no pueda mantenerlo a todo disuelto, comenzando a cristalizar parte. El otro truco es jugar con la temperatura. Los líquidos calientes pueden disolver más soluto antes de saturarse. Así pues, podemos calentar un vaso de agua y disolver en ella tanta sal como haga falta para llegar al punto de saturación, donde el líquido ya no permite disolver ni un gramo más. Ahora, con el agua todavía caliente, solo tendremos que esperar a que se enfríe. Esto forzará a parte del soluto a cristalizarse, ya que ahora la saturación se alcanza con concentraciones menores de sales.

No obstante, si pruebas a hacer esto en casa es posible que el resultado te decepcione. Si no tienes cuidado conseguirás un montón de cristales minúsculos que a duras penas parecerán algo especial. Habrás cometido el error de la impaciencia. Cuando obligamos al mineral a que cristalice rápido no le damos tiempo de ir orientando sus partículas para organizar correctamente su estructura, pero si lo tomamos con calma veremos cómo se forma un cristal alrededor del cual se van depositando otros poco a poco, por capas, como si partieran de un mismo núcleo. Y esto es lo que hace tan especial a los cristales de Naica, la infernal temperatura de la cueva.

A fuego lento

Todo empezó aproximadamente hace 30 millones de años, cuando una pluma de magma ascendió bajo el desierto de Chihuahua. La roca fundida recorrió las grietas del terreno y abrió algunas nuevas, compartiendo su calor con un sistema de galerías lleno de agua, enfriándose poco a poco a medida que las calentaba. Puede que a la lava no le cueste mucho enfriarse, pero el magma encerrado bajo tierra es otro cantar. Al principio el agua estaba muy caliente, pero una vez igualada su temperatura con la del magma, estas comenzaron a disminuir a la par.

Cuando el agua se encontraba a 150 grados, aproximadamente, tuvo lugar la primera reacción química de esta historia, en la cual se formó un mineral de un gris azulado llamado anhidrita. Y aquí está la clave, porque la anhidrita tiene una peculiaridad, y es que por debajo de 58 grados Celsius deja de ser estable e incorpora agua en su estructura molecular, formando yeso. Y sabemos que el yeso disuelto, cuando cristaliza, lo hace dando selenita, como la que forma las enormes estructuras que atraviesan la gruta. Sin embargo ¿Qué ha podido cambiar tanto y tan lentamente la solubilidad? Lo normal sería pensar que se trata de la temperatura, que al principio se pierde rápido, pero cuanto más se reduce más le cuesta bajar el siguiente grado. El problema es que, ahora, algunos puntos de la gruta siguen superando los 50º C y los científicos no creen que una diferencia de 8 grados pueda explicar un depósito de selenita tan abrumador.

Se han planteado otras muchas hipótesis y se han analizando las burbujas de agua que todavía contienen los cristales de selenita, sin embargo, nada parece haber cambiado significativamente desde la formación del yeso. Al menos, nada que pueda alterar lo suficiente la solubilidad, como grandes diferencias en la acidez del medio.

La cueva de Naica es una maravilla de la geología. Algo que suena impensable pero que, sin embargo, existe. Cristales perfectos y descomunales templados durante miles de años, aislados del mundo, como en una realidad de hadas y seres de la noche. En apenas unos años hemos descubierto infinidad de datos sobre su historia y su naturaleza, sin embargo, nos sigue faltando una pieza clave. Pero no lo tomes como una derrota, ni mucho menos, porque son esas cuestiones pendientes, centrales e inquietantes, las que han impulsado a la ciencia desde que tenemos memoria.

QUE NO TE LA CUELEN:

• Todavía no sabemos cómo pudo cambiar tanto y tan lentamente la solubilidad en la cueva de Naica, por mucho que existan hipótesis.
• La formación de Naica no es única en el mundo. De hecho, en España tenemos la geoda de Pulpí, en Almería. Sus cristales son mucho más modestos, pero igualmente respetables. Algunos de sus cristales alcanzan los dos metros de longitud.
• Confundir cristal con vidrio es letal en presencia de un geólogo, del mismo modo que llamar “piedra” a una roca.

REFERENCIAS:

• Castillo-Sandoval I, Fuentes-Cobas L, Fuentes-Montero M et al. Light in the darkening on Naica gypsum crystals. 2015. doi:10.1063/1.4927194
• Van Driessche A, Garcia-Ruiz J, Tsukamoto K, Patino-Lopez L, Satoh H. Ultraslow growth rates of giant gypsum crystals. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2011;108(38):15721-15726. doi:10.1073/pnas.1105233108