Cuando fregar el laboratorio te hace ser un gran científico

Cuando fregar el laboratorio te hace ser un gran científico

Creo que no hay nada que nos cueste más en mi laboratorio que limpiar. Curiosamente nunca encontramos tiempo para eso. Parece un tema tabú y los físicos, tengo que reconocerlo, somos mucho peores que los químicos o los biólogos en eso. Haciendo autocrítica creo que no hemos logrado concienciar nunca lo suficiente a ningún miembro de lo importante que es el orden y la limpieza. Pero hacer buena ciencia significa, también, fregar bien el suelo. Hoy escribo esta entrada como un recordatorio de que ser un buen investigador experimental también supone perseguir una buena medida a toda costa, incluso si eso supone limpiar tu laboratorio todos los días. Y voy a hacerlo mencionando un ejemplo maravilloso de científico que es un gran desconocido; según dicen algunos el científico más importante del que nunca oíste hablar.

Clair Cameron Patterson fue un geoquímico estadounidense nacido en Iowa en 1922, donde se graduó siendo especialista en espectroscopía molecular. Durante la segunda guerra mundial trabajó, como mucho otros de sus colegas, en el proyecto Manhattan. Al regresar para hacer el doctorado en la Universidad de Chicago su director, Harrison Brown, le encomendó una única tarea: medir los isótopos de plomo de un mineral. Le dijo:

Serás famoso, porque habrás medido la edad de la Tierra.

Patterson le dijo que lo haría, a lo que su jefe sonrió y confirmó: «será coser y cantar».

El método que Patterson utilizó era conocido como datación uranio-plomo. La idea básica consistía en usar la radiactividad del uranio de las rocas, que se desintegra de manera natural en plomo por varias rutas paralelas. Puesto que el periodo de desintegración es algo que se conoce muy bien, comparando el Pb obtenido con los isótopos de uranio se puede determinar cuánto se ha desintegrado, y el tiempo que ha sido necesario para ello.

Cadenas de desintegración para el U-238, U-235 y Th-232. (Fuente: Change Tan)

Las mejores rocas para hacer este tipo de ánalisis son los meteoritos, puesto que ellos no se han alterado por los procesos que la Tierra experimentó al formarse. Y dentro de los meteoritos hay un tipo especial de roca, el zircón (ZrSiO4), que es particularmente ideal. El zircón es muy duro, no se modifica fácilmente, y es extremadamente útil para la datación porque contiene algunas trazas de uranio (partes por millón), pero nada de plomo. Eso significa que todo el plomo que se observa en este mineral tiene que provenir de la desintegración del uranio. Usando meteoritos del Cañón Diablo (Arizona), Patterson y su compañero George Titton se propusieron determinar la edad de la Tierra. Titton se encargaba de medir el U, y Patterson el Pb.

Cráter del cañón Diablo en Arizona, de donde se extrajeron los meteoritos para la datación de la Tierra.

En 1948 empezaron a trabajar en su laboratorio con un meteorito de edad bien conocida, pero los resultados no tenían ningún sentido. Tilton se dio cuenta de que podía deberse a la contaminación del propio laboratorio y se mudó a uno nuevo, donde obtuvo con precisión la cantidad de uranio. Patterson, sin embargo, encontraba siempre demasiado plomo, mucho más del razonable. ¿De dónde venía?

Clair Patterson limpiando su laboratorio de contaminantes. (Fuente: California Institute of Technology)

Patterson revisó sus protocolos para descubrir el origen del plomo, y encontró algo inesperado: TODO estaba contaminado con plomo. El vidrio, el agua, la pintura de las paredes, las mesas, su piel, el polvo… El plomo estaba en todos lados. Se obsesionó con la limpieza. No podía fiarse de nada. Aseguró los accesos al laboratorio, los puntos de entrada de aire, limpió con ácido todos los equipos, incluso purificó todos sus productos químicos. Estas medidas iban mucho más allá de lo normal en ese momento. Fue un pionero, y en su empeño por librarse del plomo creó una de las primeras salas limpias de la historia. Cuando su jefe se trasladó al Caltech para continuar con los experimentos en un nuevo espectrómetro de masas decidió hacerlo mejor y construir el laboratorio desde cero. Era 1953 y habían pasado ya 5 años… coser y cantar.

Cálculo de la edad de la Tierra (diagrama de concordia) de Patterson. [Fuente: Patterson, «Age of meteorites and the Earth», Geochimica et Cosmochimica Acta, 10 (4), 230 (1956)]

Fue en el Caltech donde consiguió por fin una muestra ultrapura, que no tardó en llevar al acelerador del Argonne National Laboratory para medir. Durante la madrugada consiguió las cifras e hizo los cálculos, a solas en su laboratorio. ¡Había consiguido el número! Cogió el coche, y fue a ver a su madre. Quería que fuera la primera persona en enterarse de la edad de la Tierra:

4550 ± 70 millones de años.

Si la historia acabara aquí podríamos decir que Patterson fue un gran científico, pero no: Patterson fue excepcional. No se conformó con triunfar en su experimento, sino que quiso resolver la verdadera pregunta que le preocupaba: ¿por qué hay tanto plomo en la atmósfera? El plomo es un metal extremadamente tóxico, que imita a otros metales del cuerpo e interfiere en muchos procesos biológicos. Causa todo tipo de enfermedades. Patterson no podía pararse, tenía que seguir investigando: ¿cuál era el origen del plomo que observaba por doquier?

The Most Important Scientist You've Never Heard Of | Mental Floss

Patterson pensó que el mar era un registro perfecto para analizar la historia del plomo en nuestro planeta, e inició una campaña para hacer mediciones en el océano. Descubrió que el plomo que había en la superficie de los océanos era mucho mayor que en profundidad, lo que aparentemente no tenía sentido. El plomo debería depositarse más en las zonas más profundas y antiguas. Sin embargo los datos indicaban lo contrario, y eso le convenció de que la contaminación por plomo, en realidad, era reciente. De hecho, antes de 1923 apenas había plomo en la atmósfera. El plomo se empezó a usar en cantidades masivas con la gasolina, cuando dos ingenieros (Thomas Midgley y Charles Kettering) descubrieron que el tetraetil plomo podía mejorar el rendimiento de los motores de combustión. Patterson estaba convencido de que éste era el origen de la omnipresente contaminación de Pb que sufríamos, y así lo indicó en su artículo de la revista Nature en 1963.

Descenso de los niveles de Pb en sangre en niños estadounidenses.

A raíz de esta publicación Patterson empezó a tener problemas, incluyendo la retirada de fondos y su expulsión del Consejo de Investigación Nacional (NRC), todo ello a pesar de ser el mayor experto en contaminación por plomo atmosférica. Se convirtió en el principal detractor de la gasolina con plomo, hasta el punto de declarar en las comisiones del Senado, haciendo frente a los importantes lobbies del motor (especialmente a la compañía Ethyl) y a otros científicos. Patterson, de hecho, siguió recopilando datos sobre el Pb en el hielo de Groenlandia. Finalmente, en buena parte gracias a su lucha, Estados Unidos aprobó una Ley de aire limpio y se decidió eliminar la gasolina con plomo de todos los coches utilitarios en 1970. Desde entonces, el nivel de plomo en sangre de los ciudadanos ha disminuido un 80%, en lo que es, sin duda, una de las reformas más importantes para la salud pública de todos los habitantes del planeta.

Patterson representa a la perfección el tesón necesario para tener éxito en la ciencia, el valor de la dedicación y el cuidado, y la importancia de perseverar frente a las adversidades del laboratorio y el azar. La próxima vez que toque hacer limpieza, la próxima vez que vaya a entrar en la sala blanca del laboratorio y ponerme el mono… sin duda pensaré en él. Pero no será la edad de la Tierra lo que recordaré, pese al gran éxito de esa medida. Recordaré, por encima de todo, que un gran científico es aquel que defiende la verdad e intenta hacer este planeta mejor, mejor para todos. Por gente como él creo que mi profesión es hermosa e imprescindible.

Clair C. Patterson (1922-1995)

@DayInLab


Nota: Para mí Clair Patterson era también un desconocido hasta que vi la serie Cosmos, que le dedica casi íntegramente el episodio 7.