Los cuatro elementos, una historia reinventada constantemente

Imagina una ciudad muy grande en la que el fuego, el agua, la tierra y el aire intentan vivir en armonía. Ahora imagina una amistad sincera entre el fuego y el agua, mientras tratan de evitar todo contacto entre ellos. "Interactuar es un verdadero reto, pueden destruirse literalmente el uno al otro" señala Leah Lewis, que interpreta a Flam en Elemental, la última película de animación de los estudios Pixar.

Elemental es sólo el último ejemplo del interés que despiertan los cuatro elementos, identificados varios siglos antes de Cristo. ¿Qué sabemos de los cuatro elementos y cómo los consideran los físicos modernos?

(Relacionado: Un nuevo experimento sugiere que una partícula rompe las leyes conocidas de la física)

Una antigua fascinación griega

Si buscamos el punto de partida de los elementos a la cultura occidental nos debemos remontar a la Antigua Grecia. 

Así, según la mitología griega, en el principio, Caos emergió de una profunda grieta, seguido por Gaia, la diosa primordial personificando la Tierra, y Eros, personificando el Amor. Gaia, identificada como la "Diosa Madre", más tarde dio a luz por partenogénesis a Uranos (el Cielo), que vino a envolverla junto a Pontos (el Mar) y los Oureos (las montañas), así como a las ninfas. Uniendo fuerzas con Urano, dio a luz a los Cíclopes (constructores de muros colosales que más tarde dieron a Zeus el rayo, y por tanto el fuego), y los Titanes y Titánides, divinidades primordiales de proporciones gigantescas que precedieron a los dioses olímpicos. 

Estas divinidades, descritas en la Teogonía escrita por el poeta griego Hesíodo (siglo VIII a.C.), dan testimonio de la fascinación que los antiguos griegos sentían por los elementos naturales, sus interacciones y asociaciones. Para Tales de Mileto, el agua era el elemento primario. Para Heráclito, era el fuego. Según Anaxímenes, el aire era la esencia de todo.

Pero fue Empédocles de Agrigento, un filósofo griego del siglo V a.C. (a menudo calificado de excéntrico), quien primero escribió: "Hay cuatro elementos, fuego, agua, tierra y aire. La amistad los une y el odio los separa" (VIII, 76). Empédocles imaginó un modelo físico complejo: el mundo perceptible se explicaba por la combinación de los cuatro elementos materiales: agua, tierra, fuego y aire. La originalidad de los versos de Empédocles reside en la idea de que estos cuatro elementos están regidos cíclicamente por el Amor y el Odio: el Amor crea unidad, mientras que el Odio divide y destruye.

Estos cuatro elementos, "raíces de todas las cosas" tal como los define Empédocles, se encuentran también en la Metafísica, una de las principales obras de Aristóteles. Aristóteles, que fue uno de los pocos filósofos que abarcó casi todos los campos del saber de su época, añadió a la teoría de Empédocles la noción de cuatro cualidades "elementales" asociadas por antagonismo: húmedo y seco, caliente y frío. Aristóteles dio a los cuatro
elementos un "orden natural": la tierra, fuente de sustento y civilización, era lo primero; el agua, asociada a la vida, la purificación y la emoción; el aire, otro elemento esencial para la vida y a menudo asociado con el espíritu y el intelecto en las culturas antiguas; y finalmente el fuego, símbolo de la transformación y la purificación.

Esta definición aristotélica de los cuatro elementos ha influido durante mucho tiempo en las prácticas agrícolas: se asociaban a las cuatro partes principales de una planta: la tierra con las raíces, el agua con las hojas, el aire con las flores y el fuego con el fruto. La posición de la luna en el cielo se utilizaba para conocer las fechas más propicias para labrar la tierra o recoger los frutos: por ejemplo, la tierra debía labrarse durante el periodo de las raíces, cuando la luna se encontraba en una constelación de signos de Tierra (Tauro, Virgo o Capricornio).

Platón y Aristóteles imaginaron incluso un quinto elemento: el éter, sustrato de los cuerpos celestes que se mueven en círculo y que, según ellos, explicaba que el movimiento de las estrellas en el cielo está vinculado a la rotación de la Tierra. 

El médico griego Hipócrates (y más tarde Claudio Galeno) no sólo incorporó la teoría de los la teoría de los elementos, imaginando el cuerpo humano como un reflejo del universo, sino que también la complementó con la teoría de los humores. Ésta describe cuatro humores: bilis amarilla, bilis negra, flema y sangre. Al igual que el caos reina en el universo cuando los cuatro elementos están desequilibrados, el cuerpo humano enferma cuando un humor se impone a los demás.

(Relacionado: ¿Por qué tenemos la Luna y cómo afecta a nuestro planeta?)

Los elementos a la luz de la ciencia

Mientras que las civilizaciones antiguas otorgaban un significado simbólico y mitológico a los cuatro elementos, la ciencia moderna ofrece una comprensión más profunda de su verdadera naturaleza. El conocimiento empírico del aire agua, fuego y tierra nos permite desmitificarlos y explorar su composición e interacciones en en el mundo natural.

Demócrito de Abdera fue el primero, en los siglos V y IV a.C., en concebir que el universo estaba formado por átomos (a-tomos en griego significa "lo que no se puede cortar"). Estas partículas microscópicas, según Demócrito, forman la materia, combinándose en formaciones más o menos complejas, como piedras talladas yuxtapuestas o superpuestas que forman un edificio. 

No fue hasta el siglo XIX cuando los físicos pudieron confirmar la hipótesis atomista. Mientras tanto, la teoría aristotélica había seducido a Occidente, y los eruditos de la Edad Media impregnaron de cristianismo la cuaternidad de la naturaleza ideada por los autores clásicos.

Ahora sabemos más sobre los átomos. Contrariamente a los antiguos postulados, la fisión es posible, pero sólo ha sido observada en el siglo XX. Según el modelo atómico actual, la materia está compuesta por átomos, formados por un núcleo de protones y neutrones, y una nube de electrones. Los elementos químicos de la Tierra se clasifican según el número de protones de su núcleo, formando la tabla periódica de los elementos. Esta clasificación sistemática nos permite comprender la diversidad y complejidad de la materia que nos rodea, que sigue siendo en gran parte desconocida: según la Comisión Francesa de Energías Alternativas y Energía Atómica, la materia que conocemos constituye sólo el 5% de la materia total presente en el Universo.

(Relacionado: La fusión nuclear: ¿podrá este tipo de energía ser una realidad en un futuro?)

Cada elemento posee propiedades físicas y químicas únicas que lo distinguen de los demás. La molécula de agua
molécula de agua está formada por un átomo de oxígeno (O) unido a dos átomos de hidrógeno (H). Se conoce como
H2o. El más pequeño de todos los átomos es el de hidrógeno, que sólo tiene un electrón.

El aire seco (sin vapor de agua) es una mezcla de gases. Contiene un 78,08% de nitrógeno, un 20,95 por ciento de oxígeno, 0,93 por ciento de argón, 0,03 por ciento de dióxido de carbono y otros gases traza. La proporción de 20% de oxígeno y 80% de nitrógeno es la más utilizada.

El fuego, que los científicos llaman combustión, no es un elemento como tal, sino una reacción química entre un
material (el combustible) y el oxígeno del aire (el oxidante), con un suministro de energía que actúa como desencadenante.

(Relacionado: ¿Qué son las nubes y qué tipos existen?)

Entre los elementos químicos más abundantes en la Tierra, los "elementos" más complejos son el hierro, el oxígeno
silicio, magnesio y níquel, y en menor medida azufre, calcio, aluminio, carbono, hidrógeno y nitrógeno. Los cuatro elementos imaginados por los autores griegos también pueden asociarse fácilmente con los cuatro estados de la materia definidos por la física moderna: el estado sólido (tierra), el estado líquido (agua)
el estado gaseoso (aire) y el estado plasmático (fuego).

Cualquiera que sea el valor simbólico atribuido a los cuatro elementos, su presencia en la Tierra y el equilibrio que observamos han permitido la vida tal como la conocemos se desarrolle como en ningún otro lugar del Universo.
Esta es sin duda la razón de la alta estima y mitificación que los rodea y que sigue inspirando representaciones constantemente renovadas.