Durante años, los científicos asumieron que el hielo era un simple conservador de la naturaleza: frío, inmóvil, y químicamente inerte. Pero una investigación liderada por la Universidad de Umeå, en Suecia, publicada en la revista PNAS, acaba de demostrar lo contrario. El hielo, en realidad, puede desencadenar reacciones químicas más intensas que el agua.
Este descubrimiento cambia nuestra comprensión del papel del hielo en el planeta. En lugar de frenar los procesos químicos, el frío extremo puede acelerarlos. Los investigadores observaron que, a medida que el agua se congela, se forman diminutas cavidades líquidas entre los cristales de hielo. En esos espacios microscópicos, las moléculas quedan atrapadas y se concentran tanto que las reacciones se vuelven mucho más rápidas.
El estudio se centró en un mineral muy común llamado goethita (α–FeOOH), una forma de óxido de hierro presente en suelos, rocas y sedimentos. Al combinarlo con oxalato —un ácido orgánico que aparece naturalmente en plantas y suelos— los científicos descubrieron que incluso a temperaturas bajo cero, el hierro podía liberarse en el agua.
Cuando el frío acelera lo imposible
El equipo comprobó algo sorprendente: a −10 °C, el hielo disolvía más hierro que el agua líquida a 4 °C. Esto es completamente contrario a lo que se enseña en química básica, donde el frío suele frenar cualquier reacción.
La clave está en la “concentración por congelación”, un fenómeno en el que el proceso de solidificación expulsa impurezas hacia pequeños bolsillos de agua.
Dentro de esos microespacios, los niveles de acidez y la concentración de reactivos aumentan tanto que se generan condiciones químicas extremas. Es allí donde el hielo actúa como un reactor natural, disolviendo el hierro del mineral y liberándolo al entorno. En algunos casos, los investigadores observaron reacciones activas incluso a −30 °C, un rango donde casi nada debería suceder.
Este comportamiento demuestra que el hielo no es un bloque pasivo, sino un agente químico con vida propia. Entenderlo ayuda a explicar por qué algunos ecosistemas del norte del planeta están cambiando más rápido de lo esperado.
Lo que ocurre cuando el hielo se derrite
Uno de los hallazgos más importantes del estudio tiene que ver con los ciclos de congelación y deshielo. Cada vez que el hielo se derrite y vuelve a formarse, libera compuestos orgánicos que antes estaban atrapados. Esos compuestos, al mezclarse con los minerales de hierro, impulsan nuevas reacciones y hacen que el proceso se repita una y otra vez.
Esto significa que, con cada ciclo, se libera una cantidad mayor de hierro soluble al ambiente. En la naturaleza, ese hierro se oxida rápidamente y tiñe el agua de color naranja o marrón. Es el mismo fenómeno que está volviendo “oxidados” muchos ríos del Ártico, un efecto visible que preocupa a científicos y comunidades locales.
Los investigadores también notaron que la salinidad influye en el proceso: el agua dulce o ligeramente salobre acelera la disolución, mientras que el agua de mar, mucho más salada, la ralentiza. Este detalle puede ser crucial para entender las diferencias entre ríos, lagos y zonas costeras del norte.
Un proceso con consecuencias globales
El estudio no se limita al Ártico. Los mismos procesos pueden ocurrir en suelos congelados, aerosoles atmosféricos o zonas mineras frías, donde los minerales de hierro y los ácidos orgánicos están en contacto. Cada deshielo puede liberar hierro y otros elementos al ambiente, modificando la química de ríos y lagos y afectando a los ecosistemas acuáticos.
El hierro, aunque es esencial para la vida, puede alterar el equilibrio de nutrientes y oxígeno en el agua si se libera en exceso. Además, puede interactuar con otros compuestos y afectar la calidad del agua potable en regiones frías. El deshielo acelerado por el cambio climático podría aumentar este tipo de reacciones químicas naturales.
Los investigadores de Umeå ahora buscan comprobar si este comportamiento se repite en otros minerales que contienen hierro. Si es así, el hielo podría estar desempeñando un papel más importante de lo imaginado en los ciclos biogeoquímicos del planeta.
El impacto del cambio climático en esta ecuación
A medida que el planeta se calienta, las regiones frías experimentan más ciclos de congelación y deshielo. Esto significa que los procesos descritos en el laboratorio podrían estar ocurriendo de forma masiva en el terreno.
Cada ciclo no solo libera hierro, sino también carbono y otros elementos atrapados en el suelo o el permafrost, lo que tiene implicaciones directas en la calidad del agua y el equilibrio de los ecosistemas.
Los ríos del Ártico, que en los últimos años se han teñido de un tono rojizo, son una señal visible de este fenómeno. Su color proviene de los óxidos de hierro liberados del suelo, un efecto químico que ahora empieza a entenderse con más detalle. El hielo, antes visto como un simple bloque de frío, se revela como un actor clave del cambio climático.
El equipo de investigadores, liderado por el profesor Jean-François Boily y el doctorando Angelo Pio Sebaaly, continúa experimentando para determinar cómo estos procesos pueden influir en el ciclo global del hierro. Su trabajo muestra que incluso en los lugares más fríos y silenciosos del planeta, la química nunca se detiene.
Referencias
- Sebaaly, A. P., van Rijn, F., Hanna, K., & Boily, J. F. (2025). Ice as a kinetic and mechanistic driver of oxalate-promoted iron oxyhydroxide dissolution. Proceedings of the National Academy of Sciences, 122(35), e2507588122. doi: 10.1073/pnas.2507588122
