LUMINISCENCIA

In ilo tempore se conocían sustancias y animales que resplandecían en la oscuridad. Este fenómeno generó muchas supersticiones, pero al mismo tiempo despertaba curiosidad.

Como en tantas muchas otras cosas, fueron los chinos quienes mencionaron por primera vez la existencia de las luciérnagas y de algunos gusanos luminosos. En el Shih Ching (Libro de las Odas), de 1500 a 1000 a.C. se hace una descripción de estos animales.

«»¦Algunas cosas no arden por su naturaleza, ni tienen fuego de ningún tipo, aún así parecen producir luz», escribió Aristóteles en su «De Coloribus», refiriéndose a la luz que emitían ciertos peces en estado de descomposición.

Cristóbal Colón en su primer viaje vio luces extrañas:

«… y era como una candelita de cera que se alzaba y levantaba, lo cual a pocos le parecía ser indicio de tierra, pero el Almirante tuvo por cierto estar junto a tierra…».

El primero en describir, en 1565, una solución acuosa extraída de la madera, que poseía un extraordinario color azul intenso fue el alquimista español Nicolás Monarde. Le dio el nombre de «lignum nephrilicum». Casi un siglo después (1655), Athanasius Kircher, la estudió, en Alemania, y luego Francisco Grimaldi en Italia, Robert Boyle e Isaac Newton en Inglaterra. Los dos últimos, científicos ingleses, encontraron que, cuando la solución se iluminaba con luz blanca, se transmitía una luz amarilla, al mismo tiempo que se reflejaba la luz azul que todos podía ver. En 1852, otro inglés, George Stokes demostró que la solución absorbía cierta longitud de onda de la luz blanca, mientras que emitía una luz de mayor longitud de onda. Esta emisión desaparecía de forma instantánea cuando se apagaba la luz. El mismo fenómeno fue observado en los espatos minerales (fluorspar), por lo que Stokes acuñó el término de fluorescencia.

Años atrás, en 1603, ya se había observado cierto tipo de luminiscencia en sustancias como el sulfato de bario (barita natural). Vincenzo Cascariolo, de Bolonia, al calentar esta sal con carbono, logró producir una sustancia que emitía luz en la noche. Aparentemente se cargaba durante el día con la luz solar y luego, durante la noche, brillaba con cierta intensidad. Por eso la bautizó con el nombre de «lapis solaris» o piedra del Sol. Gulio Lagulla y Galileo Galilei se interesaron por el fenómeno, al que dieron el nombre de «spongia solis» o esponja solar, ya que según ellos la sustancia absorbía los rayos solares. En Grecia ya era conocida como «litosforo» o piedra productora de luz.

Tendrían que pasar algunos siglos para que el químico alemán Eilhard Wiedemann acuñara el término luminiscencia, que incluía los fenómenos de fluorescencia y fosforescencia. Se definió a la luminiscencia como todos los fenómenos luminosos no causados solamente por el aumento de la temperatura (incandescencia).

Hoy en día, la luminiscencia se entiende como el proceso por el cual un material genera radiación no térmica. Así, la luminiscencia es la emisión de luz por medios diferentes a la combustión y por eso ocurre a temperaturas más bajas que las requeridas por la combustión. Un ejemplo de luminiscencia es la luz, o brillo, emitido por el dial de un reloj luminoso.

Cuando ciertos materiales absorben varios tipos de energía, una parte de la energía se emite como luz. Este proceso tiene dos pasos:

1. La energía incidente hace que los electrones de los átomos del material absorbente se exciten y salten de las órbitas internas de los átomos a las órbitas exteriores.

2. Cuando los electrones «caen» de nuevo a su estado original, emiten un fotón de luz.

El intervalo entre los dos pasos puede ser corto (menos que 0,0001 segundos) o largo (muchas horas). Si el intervalo es corto, el proceso se llamaba fluorescencia; si el intervalo es largo, el proceso se llamaba fosforescencia. En ambos casos, la luz producida es casi siempre de menos energía, es decir, de longitud de onda más larga, que la luz excitante.

No existe realmente una frontera clara entre fosforescencia y fotoluminiscencia ya que empleando métodos finos se comprueba que ciertos minerales, a priori sólo fluorescentes, en realidad siguen dando luz fracciones de segundo después de haber sido separados de las fuentes excitadoras. Sin embargo, por convención, el término Fluorescencia se restringe a la luminiscencia causada por rayos ultravioleta (U.V.).

Existen muchas aplicaciones para estos fenómenos. Van desde los materiales con que se cubren las pantallas de los televisores, que brillan cuando son excitados por los rayos catódicos, a las lámparas fluorescentes y los aditivos de los detergentes blanqueadores que dan una sensación de mayor blancura.

Existen diversas variedades de luminiscencia en función de la energía responsable del fenómeno:

La Quimiluminiscencia es aquella luminiscencia en la que la energía es originada por reacciones químicas, como cuando el fósforo amarillo se oxida en aire, emitiendo una luminiscencia verde. Si la reacción química ocurre en un organismo viviente, tal como la luciérnaga o los peces abisales, el proceso se llamaba bioluminiscencia.

Bioluminiscencia. Emisión de luz por organismos vivientes, sin calor apreciable. La luz resulta de una reacción química de enzimas y ciertas otras sustancias en los organismos. Bacterias, algas, hongos y varios animales invertebrados tienen especies bioluminiscentes. Algunos peces de mares profundos están equipados con órganos que producen luminiscencia hacia la que se ve atraída la presa. La luz emitida por la luciérnaga hembra atrae al varón para el apareamiento.

Roentgenluminiscencia. Luminiscencia producida por rayos X de altas energías al bombardear ciertos materiales; un ejemplo es la incidencia de los rayos X en una pantalla fluoroscópica.

Triboluminiscencia. Luminiscencia que resulta del rompimiento, rascado o despedazamiento de ciertos materiales; la palabra viene del griego «tribo» que quiere decir frotar, fricción, y «luminizenz» o luminiscencia, consiste en la mayoría de los casos en descargas eléctricas que tienen lugar entre partes diferentes del sólido, cuando estas se separan por acciones mecánicas externas. Hay cristales moleculares, como el azúcar; que al ser triturados emiten luz visible. Del mismo género es la luminosidad azul que se produce al separar la cinta adhesiva (masking tape, o cinta «Scotch»). En ambos casos las cargas eléctricas se producen por la separación de las superficies. La emisión de luz ocurre por la descarga, sea directamente por fragmentos moleculares, sea por excitación de los gases atmosféricos en la vecindad de las superficies separadas. El resplandor azul obtenido al desenrollar las cintas adhesivas se debe a la excitación producida por las descargas eléctricas en las moléculas de nitrógeno del aire.

Se denomina Electroluminiscencia a aquella causada por corrientes eléctricas, o excitación de electrones. Tiene lugar cuando ocurren descargas eléctricas en presencia de gases enrarecidos o con vapores de ciertas sustancias. Pueden ser de dos tipos:

Catodoluminiscencia ocasionada por rayos de electrones, o rayos catódicos que se utilizan en las pantallas de diferentes tipos de dispositivos, como: televisores, computadoras, osciloscopios, radares, etc.

Anodoluminiscencia e ionoluminiscencia. Corresponden a la luminiscencia en ánodos debida a la acción de iones positivos sobre la sustancia. Fue descubierta por Goldstein en 1886.

Radioluminiscencia. Es la luminiscencia producida por la acción de los materiales radiactivos. Observada por primera vez por Pierre y Marie Curie en el elemento radio que obtuvieron a partir de pechblendas procedentes de Johanngeorgenstadt, Sajonia (Alemania).

Fotoluminiscencia. Es la creada cuando ciertos materiales son irradiados por luz visible, rayos X, rayos catódicos, ondas de radio o luz ultravioleta; un ejemplo es la fosforescencia de pinturas.

Sonoluminiscencia. Se ha observado en algunos líquidos orgánicos, es la luminiscencia producida por ondas sonoras de ultra altas frecuencias, o ultrasonidos.

La Termoluminiscencia es la capacidad de ciertos cuerpos de producir luz visible cuando son calentados a una temperatura por debajo del rojo. Este tipo de fenómeno fue observado en 1663 por Robert Boyle. No debe ser confundida con la incandescencia que ocurre a temperaturas más elevadas. En termoluminiscencia el calor no es la fuente primaria de energía sino el que aumenta la reacción. En realidad los materiales son de por sí fosforescentes, pero esta propiedad aumenta con el calor. La variedad de la fluorita llamada clorofana emite una radiación verde característica y otros minerales termoluminiscentes son la calcita, el apatito, la escapolita, la lepidolita y ciertos feldespatos.

FOX FIRE

Foxfire es un fenómeno natural que ocurre en el bosque, y es común observarlo durante la noche. Es causado por la bioluminiscencia de algunos hongos, y por lo regular se le encuentra en cortezas podridas, en donde crecen estos hongos.

La bioluminiscencia es un tipo especial de quimiluminiscencia en donde la reacción química se genera dentro de algunos seres vivos (bacterias, hongos, algas, insectos, peces, invertebrados»¦). Se produce por el repentino decaimiento de una molécula en un alto nivel de energía a uno más bajo, emitiendo fotones. Es una especie de fotosíntesis inversa. En la fotosíntesis, el organismo vivo captura luz y dióxido de carbono (CO₂) para producir materiales orgánicos y emitir oxígeno. En la bioluminiscencia, se emite luz y CO₂ por medio de la descomposición de material orgánico, usando oxígeno. Este tipo de luz es de baja intensidad y energía. Se produce por reacciones químicas (se han encontrado más de 50 diferentes tipos de reacciones) a temperatura ambiente y no genera calor. La bioluminiscencia más conocida es la producida por las luciérnagas.

Pero también varias especies producen esta bioluminiscencia. El Armillaria mellea (hongo de miel) es el más común. Esta especie en particular emite un destello azul verdoso. Otras especies emiten distintos colores, como el Omfalotus illudens, conocido en algunos lugares como Jack-o»™-lantern, que emite un destello de color naranja; o el Panus stipicus, de color rojo.

El cuerpo fructífero de Armillaria es una zeta de color oro, que no es luminiscente, sólo su micelio y rhizomorphos lo son. Sigue patrones que van de las 7:30 p.m. a las 7:30 a.m., cuando deja de emitir luz. Este patrón no se ve afectado por la presencia o ausencia de luz solar.

Los hongos generan luz en dos etapas. La primera es recargándose de energía química a través de la respiración o un proceso fotosintético. Esta energía se almacena en ciertas moléculas. La segunda etapa es tomar esta molécula energetizada, llamada «luciferina» (del latín, «portadora de luz»), y combinarla con oxígeno en presencia de una enzima especial, llamada «luciferaza», ATP (Adenosina Trifosfato). Esta reacción produce agua, luciferina en un nivel energético más bajo, y luz.

Al foxfire también se le conoce con el nombre de Faerie Fire (fuego de las hadas). Aparece en otoño, cuando comienza a enfriar. La temperatura óptima es de 25°C. Por arriba de los 30°C o por debajo de los 2°C disminuye la luminosidad.

Ya Aristóteles hablaba de este «fuego frío». Plinio, el naturalista romano menciona los bosques de olivos luminosos. En 1780 se pensaba que el origen eran animales microscópicos que brillaban mientras se alimentaban de la madera podrida. Pero fue hasta 1800 que se encontró la relación entre la luminiscencia y minúsculos hongos. A mediados de ese siglo se encontró que dichos hongos requerían, para emitir su luz, la presencia de humedad y de oxígeno. A comienzos del Siglo XX se comenzó a reseñar todas las especies de hongos que producen el fenómeno. En la actualidad se conocen más de 40 especies de tales hongos, entre los que se encuentran los basidiomicetos.

En nuestros días es difícil ver esta maravilla de la naturaleza, especialmente debido a la polución luminosa de las ciudades. La intensidad de la luz del foxfire es muy débil. Para poder verlo es necesario estar en el bosque húmedo, en completa oscuridad y haber acostumbrado a nuestros ojos, durante 20 a 30 minutos, a dicha oscuridad. Evite usar cualquier tipo de luz. Solo utilice la de las estrellas. Un fotomultiplicador puede dar buenos resultados.

EL FUEGO DE LOS TONTOS

Olvidemos por un momento las hipótesis de Devereux y de Persinger y veamos otro enfoque de las luces fantasmas. Hemos Visto que algunos de estos fenómenos se pueden explicar si suponemos que son debidos al Foxfire o a otro tipo de luminiscencia, pero también existe otro fenómeno que puede explicar el enigma.

Los Fuegos Fatuos, del latín «Ignis fatuus», son luminosidades misteriosas similares a flamas débiles que se ven en muy raras ocasiones de noche sobre el suelo. También se les conoce como «Fuochi fatui» o «lambenti» (en Italia); «Feu follet», «Feux follets» (en Francia), «follets delfoe» (en Cataluña),«Marsh lights» (en Estados Unidos), etcétera.

Ignis fatuus, fuochi fatui, feu follet, follets delfoe o fuego fatuo, significa literalmente «el fuego de los tontos». Se le conoce así porque cualquiera que los sigue es un tonto. En la antigüedad se le temía a este fenómeno porque se creía que era portador de malas noticias o que traía consigo a la muerte. Cualquier tonto que seguía la luz podía caer en un precipicio. Esas luces se les podían seguir pero nunca se les podía alcanzar.

Usualmente son luces pequeñas y aparecen cerca del suelo. Su principal característica es que se localizan en área determinadas muy específicas. Algunas veces las luces se separan en varias pequeñas unidades, o éstas se combinan para formar una mayor, o dos revolotean alrededor una de la otra, sin juntarse. Evitan los objetos y, frecuentemente, se alejan de los espectadores cuando estos intentan aproximarse. Los fuegos fatuos son principalmente de color amarillo, rojo o azul.

Los fuegos fatuos han dado origen a muchas supersticiones y leyendas. A veces aparecen en los pantanos, en los cementerios, en los depósitos de basura o en cualquier lugar donde hay animales o vegetales en putrefacción. Los fuegos fatuos están íntimamente relacionados con los cadáveres en descomposición y los cementerios.

En los pantanos es, preferentemente, el hidrógeno protocarbonado, metano, el que arde en una llama azulada poco brillante, pero nítidamente perceptible en la oscuridad. En los cementerios es el hidrógeno fosforado, fosfeno, que se inflama muy fácilmente en contacto con el aire.

Estos fuegos fatuos, cuando son movidos por una ligera brisa o son atraídos por las personas que pasan cerca, son horripilantes para la imaginación popular que los ha designado con muchísimos nombres, cada uno más supersticioso: candelas de los muertos, fuegos de los Elfos (genios o espíritus del aire, de la mitología escandinava), linterna del monje, almas en pena, etcétera.

Desde hace por lo menos doscientos años se les considera un fenómeno natural, debido al gas producido por la descomposición del material biológico en el suelo. Ya en 1730, Isaac Newton, en su «Escritos sobre óptica», relacionó el gas de los pantanos, metano y otros gases debidos a la descomposición de la materia orgánica, con los ignis fatuus.

El metano (CH₄) y otros gases de las marismas creados por los vegetales y animales en putrefacción suben en forma de burbuja a través de los pantanos, hasta la superficie, en donde se encienden y producen flamas y bolas de fuego que se mueven debido a la acción de las corrientes de aire. El metano no se enciende espontáneamente, pero en combinación con el fosfeno (PH₃) si lo hace. El fosfeno es un compuesto que se enciende al entrar en contacto con el aire, lo que provoca que el metano, a su vez, se prenda.

En 1980 el Dr. Alan Mills del Departamento de Geología de la Universidad de Leicester inició una investigación sobre estos fuegos. No los pudo reproducir en el laboratorio, bajo condiciones controladas, usando metano, fosfeno y otras sustancias que se sospecha producen este fenómeno. Concluyó que el Will-o»™-the-Wisp no es producto del gas de los pantanos.

Sin embargo, en 1993 los biólogos alemanes Günter Gassmann y Dieter Glindemann supusieron que la causa de ascensión natural del metano, gas de los pantanos, puede ser otro gas, el difosfano (P₂H₄), que se encuentra en el tracto digestivo de muchos animales y que se enciende espontáneamente cuando se encuentra con el aire. Como agente natural reductor capaz de transformar el fosfato alimenticio en difosfano se debe a la presencia de algunos microorganismos.

El difosfano hidratado posee una alta presión de vapor si se encuentra entre 20°C y -30°C, por lo que puede entrar en combustión al contacto con el aire, aún en pequeñas concentraciones. Estos se pueden ver en los así llamados «corpse candles» que se ven en los cementerios.

Burford J. R. y Bremmer, J. M., en 1972 no pudieron detectar fosfeno en muestras de mezclas de terreno con fosfato, a través de cromatografía de gases, pero en 1993, Glindemann sí encontró, por medio de cromatografía de gases, presencia de fosfeno (CAS. 7803-51-2, PH₃, fosfano), Difosfino (P₂H₄, difosfano) en el gas de los pantanos, biogás, landfill gas, marsh gas, wetland sediment, y en el tracto intestinal de los mamíferos, en sus heces fecales y en el estiércol. Inclusive se le puede encontrar en algunos alimentos.

No hay que confundir el fosfeno con el fosgeno (COCl₂, cloruro de carbonoxido, carbonildicloruro o bicloruro de ácido carbónico). Tampoco hay que confundir los ignis fatuus (fuegos fatuos), con los «ignis flatus» (los fuegos de las flatulencias).

El gas formado durante las primeras etapas de putrefacción es flamable. Eso lo comprobaron en su oportunidad los enterradores y los primeros anatomistas quienes, en los cadáveres ya hinchados, hacían diminutos orificios y luego acercaban una antorcha. De inmediato se formaban largas flamas azules que podían quemarse como pequeñas pipas por varios días antes de que el gas combustible se acabara.

El investigador forteano Phil Reeder, en 1986, puso en duda la explicación para los fuegos fatuos. Según él existen varios informes de gente que a tocado dichos fuegos y que no ha sentido calor alguno. Si se trata de flamas ¿cómo es posible que no desprendan calor? En efecto, se sabe de varios testimonios de testigos que hablan de luminosidades frías.

En estos casos no se puede tratar de combustión, sino de quimiluminiscencia «“o fosforescencia- del fosfeno. A bajas concentraciones de oxígeno, el vapor de fósforo es luminiscente, y se puede formar fácilmente a través de la descomposición del difosfano.

Antiguamente en las morgues, cuando no se contaba con cámaras de refrigeración, se formaba el fosfeno, especialmente en los días calurosos, y se podía observar una ligera fosforescencia en los cuerpos. Este es el fenómeno que dio lugar a la leyenda de las «corpse lights».

Conocido en lenguaje coloquial como grisú, el gas de los pantanos es producto de la habitual descomposición o de los fósiles orgánicos (el carbón, por ejemplo). De él se dice que ha entrado en ignición al producirse dentro del cuerpo humano. El doctor Stephen Power, del Royal Homeopathic Hospital, describe un caso curioso en The British Journal citando el caso de un paciente en el que el metano se había generado a causa de una úlcera duodenal. El paciente, un sacerdote, estaba apagando las velas después de un servicio religioso, cuando «en su aliento se prendió fuego». Alarmado, pero sin haber sufrido lesiones, corrió a pedir consejo médico, y la curación de la úlcera terminó con la producción de metano.

Un técnico en medicina espacial supone que estos fenómenos pueden explicar varios casos de ovnis:

«Con los ovnis ocurre lo mismo que con las aureolas. Si el aire está quieto, el sudor vaporizado ascenderá alrededor del cuerpo hasta cierta altura y allí se mezclará con oxígeno. Esta reacción química puede generar también un proceso luminoso. Entonces el círculo luminoso sobre la cabeza semejará una aureola. Los ovnis son, por así decirlo, gigantescas aureolas formadas por el gas de los pantanos».

Demin y sus colaboradores propusieron un mecanismo que involucra las propiedades semiconductoras de cuerpos minerales polimetálicos. Su idea involucra descargas eléctricas de las fallas geológicas que son amplificadas por la presencia de minerales semiconductores. Esta teoría conlleva la generación de ondas de ultrasonido y emisión de electrones, además de la luminiscencia, y sugiere que el fenómeno luminoso puede estar asociado con cuerpos minerales polimetálicos cerca de la superficie.

Algunos microbiólogos creen que el fenómeno de luminosidades frías lo causa una bacteria fosforescente. Pero la verdad, a ciencia cierta, nadie la sabe, pues nadie, hasta el momento, ha capturado, analizado o reproducido en el laboratorio un fuego fatuo, y la literatura científica sobre el asunto casi no existe. Sin embargo, en vista a lo que hemos visto hasta el momento, bien podríamos decir que algunos ovnis son El Fuego de los tontos.