El «vidrio» formado por explosiones nucleares

Si aún tenéis en mente el temario de geología del instituto, es posible que os suene que dos de los factores que más modifican el aspecto de las rocas son el calor y la presión. Por ejemplo, cuando el movimiento de las placas tectónicas las arrastra bajo la corteza terrestre, las altas presiones y temperaturas alteran químicamente los minerales que contienen y modifican su composición, su estructura y su apariencia.

Pues, bien, desde hace menos de un siglo, los seres humanos hemos creado una nueva situación que es capaz de cambiar el aspecto de las rocas: las explosiones nucleares.

La «trinitita»

El 16 de julio de 1945, E.E.U.U. detonó la primera bomba nuclear de la historia en el campo de pruebas de Alamogordo, en Nuevo México. Este dispositivo explosivo tenía el mismo diseño que la bomba llamada «Fatman» que se lanzaría sobre Nagasaki cuatro años después y Robert Oppenheimer bautizó la prueba con el nombre en clave Trinity.

La bomba atómica de la prueba Trinity tenía una potencia de 22 kilotones, el equivalente a 22 mil toneladas de TNT. Esta cifra es muy modesta en comparación con los dispositivos nucleares más modernos (con potencias de decenas de megatones, decenas de millones de toneladas de TNT) pero, aun así, la explosión liberó tal cantidad de energía que calentó el aire hasta unos 8.100ºC durante unos 3 segundos. En comparación, la temperatura de la superficie del sol ronda los 5.700ºC.

El pulso de calor generado por el estallido fue tan intenso que fundió la superficie arenosa que rodeaba las inmediaciones del punto de la explosión. En cuanto se enfrió y se solidificó, este material fundido formó unas masas de arena parcialmente vitrificada a la que se llamó trinitita en referencia al nombre de la prueba.

Tipos de trinitita

La arena que rodea la zona de prueba está hecha de una mezcla de por cuarzo, microclina, albita, mica, actinolita y calcita. La ola de calor fue lo bastante intensa como para fundir todos estos minerales, con excepción del cuarzo. Aun así, la composición y el aspecto de la trinitita que está desperdigada por la zona de prueba varía en función del lugar en el que se encontraba cuando se fundió respecto al punto de la explosión.

Las muestras de trinitita más conocidas son unos fragmentos de material vidrioso que recuerdan a escoria de fundición verdosa, en lugar de negra o marrón. El secreto tras ese color verde está en la cantidad de hierro y calcio que contiene el vidrio, de manera que las muestras más oscuras y de color más intenso cuentan con una mayor cantidad de estos elementos.

Este tipo de material verdoso se formó en las zonas cercanas al punto de la detonación en las que la temperatura fue lo bastante alta como para fundir parcialmente los granos de cuarzo de la arena y formó una costra verdosa sobre el resto del material. Pero, además, la detonación también suspendió grandes cantidades de arena en el aire que se fundió mientras estaba en la atmósfera y fue transportada grandes distancias por el viento. la arena fue suspendida en el aire por la masa de aire y polvo caliente y se fundió mientras estaba en el aire. Estos trocitos de trinitita son más curiosos porque no sólo adoptaron forma de esfera o mancuernas y se pueden encontrar desperdigados, sino porque, además, las hormigas de la zona las han usado con los años para construir sus hormigueros.

Pero, además, también existe un tipo de trinitita de color rojizo que formó al norte de la zona de la explosión y cuyo color proviene de la presencia de cobre en el vidrio. La particularidad de estas muestras es que también contienen pequeños cóndrulos metálicos que están hechos tanto del material de la bomba atómica como de la estructura que la sostenía. O sea, que estaríamos ante trozos de metal y elementos radiactivos fundidos que salieron despedidos de la explosión y acabaron incorporados a estas muestras de arena también fundida.

Otros vidrios atómicos

Aunque la trinitita es la variedad de «vidrio atómico» más conocida, lo cierto es que este tipo de material se ha formado en muchas partes del mundo en las que se han llegado a cabo ensayos de armas nucleares en las condiciones adecuadas. Por ejemplo, en un informe de la Agencia Internacional de la Energía Atómica (IAEA) se evaluó el estado de los antiguos campos de pruebas nucleares franceses en Argelia y se encontró arena vitrificada con trazas de plutonio, cesio y estroncio radiactivos. Otra sustancia similar a la trinitita se formó en 1949 en el campo de pruebas de Semipalatinsk, en Rusia. En este caso, el material vitrificado está esparcido en un radio de 250 metros alrededor de la zona en la que tuvo lugar la explosión y contiene fragmentos del metal de la bomba y de la estructura, además de restos del material fisible.

Este tipo de material vitrificado es útil porque, a menudo, contiene material de la bomba atómica incrustada en su estructura química. Por tanto, los forenses nucleares (un oficio con un nombre interesante donde los haya) son capaces de deducir qué tipo de armas se estaban poniendo a prueba hace muchos años analizando la composición química de las rocas que fundió la explosión.

QUE NO TE LA CUELEN:

• Pese a su origen, la cantidad de radiación que emiten las trininitas es muy pequeña. Aun así, recoger muestras de esta material es ilegal en EEUU.

REFERENCIAS (MLA):

• Vitaly Fedchenko, “The New Nuclear Forensics: Analysis of Nuclear Materials for Security Purposes”. Oxford University Press (2015).
• “Radiological Conditions at the Former French Nuclear Test Sites in Algeria: Preliminary Assessment and Recommendations”. IAEA, International Atomic Energy Agency (2005).
• Nelson Eby et al. “Trinitite—the atomic rock”. Geology Today, volumen 26, número 5, pp. 180-185 (2010).