La Estrella del Sur

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De Léon Benett – http://jv.gilead.org.il/rpaul/L%E2%80%99%C3%A9toile%20du%20sud/, Dominio público, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=11759749

Novela publicada en 1884. Cyprien Méré es un joven ingeniero de minas francés enviado a cierta zona diamantífera de Sudáfrica, recientemente anexionada por los británicos a su colonia de El Cabo.  Su cometido era elaborar un estudio geológico sobre esa cuenca. Méré se enamora de Miss Alice, hija del rico propietario de los terrenos mineros. Como no dispone de fortuna y el sueldo de profesor adjunto de la Escuela de Minas de París es muy poco para el rico hacendado, Méré se decide a probar como buscador de diamantes. No parece tener suerte, así que explora otra vía: la fabricación de diamantes artificiales. Parece que en este empeño sí tiene éxito, pero el diamante artificial, llamado Estrella del Sur, de color negro, es robado, lo que lleva al protagonista, en compañía de otros tres mineros pretendientes de Miss Alice, un chino y un cafre, a emprender un viaje al norte para recuperarlo.

 

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A la izquierda, Luna en el horizonte, más pequeña. A la derecha, Luna en el cénit, más grande. La percepción es justo la contraria. Vía: La ciencia de la mula Francis:  https://francis.naukas.com/2012/09/27/el-tamano-aparente-de-la-luna-en-el-horizonte-y-en-el-cenit/)

La parte científica de la novela comienza con una sorprendente afirmación de Verne respecto al tamaño del Sol y de la Luna en el hemisferio austral, comparado con el boreal. Dice Verne que el ingeniero comprueba que el diámetro de ambos astros es, por lo menos, el doble en las latitudes australes; y que este fenómeno no ha sido explicado satisfactoriamente. Lo cierto es que el tamaño aparente del Sol apenas varía un 3%, debido, sobre todo, a la distancia al mismo. En el caso de la Luna, esa variación es de casi un 15 %, ni mucho menos el doble. Otra cosa es la conocida ilusión óptica, en cualquier latitud, que hace que el cerebro perciba más grande la Luna cuando está en el horizonte que cuando está en el cénit, sin que esto obedezca a una relación real de tamaños. Diversos artículos explican este efecto óptico y no me detendré más aquí.

Más adelante, Cyprien da una lección sobre química básica a Miss Alice instruyéndola sobre la teoría atómica. Dice Mére: “Los procedimientos espectroscópicos de observación han arrojado recientemente, desde ese punto de vista, una nueva luz sobre la Química. Así es que las sesenta y dos sustancias clasificadas hasta aquí como cuerpos simples elementales o fundamentales podrían muy bien no ser más que una sola y única sustancia atómica (tal vez el hidrógeno), bajo formas eléctricas, dinámicas o caloríficas diferentes”.

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Espectro de emisión del hierro

La espectroscopía de absorción o de emisión es un método de análisis que permite identificar con gran precisión y exactitud los elementos químicos presentes en una muestra y sus cantidades relativas. Se basa en analizar las frecuencias de las radiaciones (luz) absorbidas o emitidas por la muestra. Esas frecuencias son característica de cada elemento químico. Esta técnica fue iniciada en 1860 por Robert Bunsen (el del mechero Bunsen, alemán, 1811-1899) y Gustav Kirchhoff (conocido por las leyes, que llevan su nombre, de los circuitos eléctricos, alemán, 1824-1877). Con esta técnica identificaron dos nuevos elementos químicos, el cesio y el rubidio, y facilitaron que otros químicos identificaran varios más.

En cuanto a las sesenta y dos sustancias clasificadas como cuerpos simples, se refiere, sin duda, a la tabla periódica de Dimitri Mendeleyev (ruso, 1834-1907), presentada en 1869. Según las fuentes consultadas, eran sesenta y tres elementos y no sesenta y dos. Este dato tampoco es tan importante pues, poco después, se descubrieron varios más. El proceso continúa hoy con 118 elementos admitidos por la IUPAC (Unión Internacional de Química Pura y Aplicada).

Es interesante la enigmática alusión a que tal vez todas las sustancias simples pueden ser una sola —el hidrógeno— en distintas formas. La teoría atómica moderna nace a finales del siglo XVIII con los trabajos de Lavoisier y otros químicos. En 1808, John Dalton (inglés, 1766-1844) enuncia su teoría atómica con varios postulados. El segundo postulado establece que los átomos de los distintos elementos son invariables y, de ningún modo, pueden convertirse unos en otros. Este es un postulado anti-alquimia. Por otro lado, determina los pesos atómicos relativos al hidrógeno, es decir, tomando el elemento más ligero, el hidrógeno, como unidad. Resultó que, con la precisión de la época, los pesos atómicos parecían ser múltiplos enteros del peso del hidrógeno, Esto llevó a algunos químicos, notablemente William Prout (1785-1850) a proponer, en 1815, que los átomos de los elementos eran agrupaciones de átomos de hidrógeno. Esta hipótesis apenas tuvo partidarios y recorrido pues pronto se vio que esos pesos distaban de ser múltiplos enteros, una vez que se empezaron a determinar con mayor precisión. La teoría de Dalton, apoyada en los trabajos de Lavoisier, entre otros, obtenía éxito tras éxito.

A finales del siglo XIX, comienzan a desarrollarse los experimentos en tubo de descarga o tubo de Crookes. En 1879, William Crookes (inglés, 1832-1919) llevó a cabo un experimento fundamental en la historia de la comprensión de la estructura atómica. En este experimento identificó los rayos catódicos pero no supo entender adecuadamente su naturaleza. Las investigaciones de Crookes tuvieron gran trascendencia e influencia entre la comunidad científica y es posible que Verne hubiera oído hablar de ellos. No obstante, no fue hasta 1897 cuando Joseph John Tohmsom (inglés, 1856-1940) explica la auténtica naturaleza de los rayos catódicos e identifica en ellos el electrón. Por ello, se le considera el descubridor de esa partícula. En cuanto al descubrimiento del protón, comienza con las experiencias en un tubo de Crookes modificado en 1886 por Eugène Goldstein (alemán, 1850-1930), pero no queda definitivamente fijado hasta 1918 con los trabajos de Ernest Rutherford (británico-neozelandés, 1871-1937). Quiere esto decir que Verne no podía conocer la estructura atómica formada por protones y neutrones en el núcleo y electrones orbitando. El átomo de hidrógeno es el más sencillo de todos, formado ordinariamente por un solo protón y un solo electrón y, muy excepcionalmente, por uno o dos neutrones, además del protón y del electrón.

Al final de la década de 1930, se empiezan a conocer y explicar los fenómenos nucleares de fusión. Hoy sabemos que las estrellas son colosales hornos de fusión en los que núcleos de hidrógeno se unen para formar núcleos de helio. Poco a poco el proceso continúa formando núcleos mayores: carbono, nitrógeno, oxígeno… y así hasta el hierro. El resto de los elementos se producen a partir de estos de forma diferente. Así que, de una manera un tanto forzada, Verne tenía cierta razón. Desde luego las «formas eléctricas, dinámicas o caloríficas» no tienen nada que ver.

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Diamante en bruto. De Unknown USGS employee – Original source: USGS “Minerals in Your World” website. Direct image link: [1], Dominio público, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=110080

Llegamos, por fin, al asunto principal de la novela: la minería de diamantes y la posibilidad de fabricarlos artificialmente. En primer lugar, el protagonista Méré, expone su teoría acerca de la formación natural de los diamantes. Esta teoría, como se verá, está muy lejos de la aceptada hoy comúnmente. Sostiene Méré que los diamantes se forman en superficie. Un río que fluye aporta los materiales de la gema. Estos se depositan en algún lugar que reúna las características morfológicas adecuadas: forma de copa o de cápsula. En estos lugares, los diamantes crecen a partir de aquellos elementos transportados por las aguas. Esta hipótesis de Méré-Verne es insostenible pues a la presión y temperatura posibles en estas condiciones, la forma estable del carbono es el grafito y no el diamante. La formación de este exige elevadas presiones y temperaturas. Hoy día se admite que se formaron en el manto terrestre a profundidades de más de 150 km, temperaturas superiores a 1500 ºC, presiones de más de 100 atmósferas y a lo largo de muchos millones de años. Los diamantes afloran o se acercan a la superficie en ascensiones del magma, por ejemplo, asociadas a erupciones volcánicas.

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Diamantes sintéticos de diferentes colores. De Materialscientist (talk). Subsequent edits by Materialscientist. – Trabajo propio, Dominio público, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=6675941

Una vez que nuestro héroe comprende que la posibilidad de enriquecerse encontrando diamantes es muy escasa y penosa, se decide a intentar fabricarlos artificialmente. Con la habitual erudición verniana, Méré nos da cuenta de los distintos intentos de fabricar diamantes. Consigna los experimentos de Mac Tear y de M. J. Ballantyne en 1880, que habrían tenido éxito aunque a un precio prohibitivo. La literatura científica no reconoce estos éxitos. El Prof. Dr. Ernesto Riesenfeld (Tratado de Química Inorgánica, Editor Manuel Marín, Barcelona-Madrid-Buenos Aires, 1948), concede verosimilitud al intento de Moissan de 1893, disolviendo carbono en hierro fundido y solidificándolo. En todo caso, posterior a la novela. Cotton y Wilkinson (Química Inorgánica Avanzada, Editorial Limusa, México, 1974, la biblia de la Química Inorgánica) consignan los intentos desde 1880, pero no reconocen ningún éxito hasta 1955. El Instituto de Gemología de España (https://ige.org/gemologia/diamantes/diamantes-sinteticos/), sostiene, igualmente, que el primer éxito es el de 1954-1955 en General Electric.

Méré tomó un tubo de acero, procedente de un cañón, de medio metro de largo, 5 cm de espesor y 8 cm de calibre. Con una mezcla de tierras obtenidas de las profundidades de la mina, recubrió el interior del tubo, añadió fragmentos de cobre y dos litros de agua. El toque definitivo fue rellenarlo de «gas de las lagunas». Cerró el tubo y lo introdujo en un horno de reverbero y lo sometió a una temperatura del rojo blanco durante dos semanas. A continuación dejó que se enfriara muy lentamente. Cuando abrió el horno encontró que el tubo había reventado debido a la alta presión interior.  Mirando por la abertura halló una bola de arcilla que contenía un diamante de más de ¡trescientos gramos! Se trataba, entonces, del mayor diamante conocido, con la particularidad de que era negro. Los diamantes negros son poco frecuentes. Consisten en una mezcla de diamante, grafito y carbono amorfo —sin estructura—. Son menos densos y más porosos que los transparentes, por ello, generalmente, de menos valor. Se encuentran principalmente en el centro de África y en Brasil, donde se llaman carbonados. Si tienen calidad gema, son muy apreciados por su escasez.

En cuanto al método de fabricación de sintéticos, hoy día existen dos: el HTHP (Alta Temperatura y Alta Presión) y el CVD (Deposición Química de Vapor). El primero ya produce diamantes de calidad gema, aunque son menos apreciados que los naturales.

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Imagen Egor Gravilenko y A. Hernández. Vía : https://www.elmundo.es/papel/historias/2018/09/13/5b992978468aebcf0e8b457b.html

 

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Imagen Egor Gravilenko y A. Hernández. Vía : https://www.elmundo.es/papel/historias/2018/09/13/5b992978468aebcf0e8b457b.html

Salvo los ingredientes que se introducen en la cámara, el primer método guarda cierto parecido con el de Verne, en el sentido de que trata de reproducir condiciones de elevada presión y temperatura. A pesar de esto, por supuesto que el método verniano es absolutamente inverosímil.

Para terminar de comentar los aspectos científicos de la novela, no queda más remedio que desvelar el final, así que el lector que no quiera conocerlo, debería parar aquí.

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En la zona entre Griqualand y el Transvaal, se desarrollan los acontecimientos. De Léon Benett – http://jv.gilead.org.il/rpaul/L%E2%80%99%C3%A9toile%20du%20sud/, Dominio público, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=11759808

Una vez tallado el diamante, resulta que el propietario legal del mismo es el rico hacendado y padre de Miss Alice. Este organiza una fiesta para presumir de diamante. Durante esta fiesta, el diamante desaparece y el protagonista y otros personajes parten en su busca. No consiguen encontrarlo y vuelven solo los supervivientes: Cyprien y sus sirvientes. Uno de ellos va a ser ajusticiado como autor del robo hasta el habitual desenlace in extremis verniano: Primero, el diamante había sido engullido por un avestruz. Méré, ejerciendo de cirujano lo recupera. Segundo, el diamante no fue fabricado, fue introducido en el cilindro, cuando este reventó, por el sirviente negro del protagonista. La ciencia y la tecnología, al final son salvadas. Pero aún queda una pequeña sorpresa…

 

 

 

 

 

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