El hielo puede disolver los minerales de hierro con mayor eficacia que el agua líquida, según un nuevo estudio de la Universidad de Umeå. Este descubrimiento podría explicar por qué muchos ríos del Ártico adquieren un color naranja oxidado a medida que el permafrost se descongela en un clima más cálido.
por Sara-Lena Brännström, Universidad de Umeå
El estudio, publicado en PNAS , muestra que el hielo a -10 °C libera más hierro de minerales comunes que el agua líquida a 4 °C. Esto desafía la creencia arraigada de que los entornos helados ralentizan las reacciones químicas .
«Puede parecer contradictorio, pero el hielo no es un bloque congelado pasivo», afirma Jean-François Boily, profesor de la Universidad de Umeå y coautor del estudio.
La congelación crea bolsas microscópicas de agua líquida entre los cristales de hielo. Estas actúan como reactores químicos, donde los compuestos se concentran y se vuelven extremadamente ácidos. Esto significa que pueden reaccionar con minerales de hierro incluso a temperaturas tan bajas como -30 grados Celsius.
Para comprender el proceso, los investigadores estudiaron la goethita (un mineral de óxido de hierro muy extendido) junto con un ácido orgánico natural, utilizando microscopía avanzada y experimentos.
Descubrieron que los ciclos repetidos de congelación y descongelación hacen que el hierro se disuelva con mayor eficiencia. A medida que el hielo se congela y descongela, se liberan compuestos orgánicos previamente atrapados en él, lo que impulsa nuevas reacciones químicas. La salinidad también desempeña un papel crucial: el agua dulce y salobre aumenta la disolución, mientras que el agua de mar puede inhibirla.
Los hallazgos se aplican principalmente a entornos ácidos, como drenajes mineros, polvo congelado en la atmósfera, suelos sulfatados ácidos a lo largo de la costa del mar Báltico o cualquier entorno ácido congelado donde los minerales de hierro interactúan con la materia orgánica. El siguiente paso es determinar si esto mismo ocurre con todo el hielo que contiene hierro. Esto es lo que pronto revelará la investigación en curso en el laboratorio de Boily.
«A medida que el clima se calienta, los ciclos de congelación y descongelación se vuelven más frecuentes», afirma Angelo Pio Sebaaly, estudiante de doctorado y primer autor del estudio. «Cada ciclo libera hierro del suelo y del permafrost al agua. Esto puede afectar la calidad del agua y los ecosistemas acuáticos en extensas áreas».
Los hallazgos muestran que el hielo no es un medio de almacenamiento pasivo, sino un factor activo. A medida que aumentan los ciclos de congelación y descongelación en las regiones polares y montañosas , el impacto en los ecosistemas y el ciclo natural de los elementos podría ser significativo.
Más información: Angelo P. Sebaaly et al., El hielo como factor cinético y mecanístico de la disolución de oxihidróxido de hierro promovida por oxalato, Actas de la Academia Nacional de Ciencias (2025). DOI: 10.1073/pnas.2507588122
