Premessa
La divulgazione scientifica è spesso ostica perchè gli esperti tendono a spiegare quello che sanno con il linguaggio
specifico della materia trattata, dimenticando a volte a chi è destinato il sapere.
Proprio perché non ho nessuna laurea o diploma specifico forse sono il più adatto a scrivere articoli scritti in modo
semplice, destinati a tutti coloro che si avvicinano alla mineralogia.
A volte dovrò parlare di altre scienze che sono strettamente legate alla mineralogia: per quanto possibile i relativi
argomenti saranno trattati nello stesso articolo, altrimenti un link rimanderà alla spiegazione sintetica del glossario o ad
un altro articolo che tratta la materia.
Senza i minerali, o meglio degli elementi che li compongono, non esisteremmo. La società moderna senza alcuni
minerali o elementi chimici non avrebbe avuto lo stesso sviluppo. Non tutti sono coscienti di quanto dobbiamo alla loro
esistenza, disponibilità e concentrazione. Sì, perchè se il ferro si trovasse solo al centro della Terra non ci servirebbe a
nulla visto che sarebbe impossibile da raggiungere. Così come non servirebbe se fosse disseminato in piccolissime
quantità ed uniformemente su vaste zone del pianeta.
Ma al di là dell'utilità economica e pratica degli elementi chimici e dei minerali, la mineralogia è una materia
affascinante sia dal punto di vista estetico che di quello didattico e scientifico. Non a caso vi sono diversi tipi di
collezioni: l'estetica, la sistematica, la topografica, quella delle pietre preziose, quella dei micro campioni (thumb-nail e
micro-mount), ecc. a seconda della scelta o possibilità del collezionista.
Cos'è un minerale
Su diversi testi di mineralogia si legge che il minerale è un componente naturale ed inorganico della crosta terrestre o
di altri corpi celesti e caratterizzato da una specifica formula chimica.
In realtà non è sempre vero: un componente con la stessa formula chimica può dare origine a differenti minerali.
L'esempio della grafite e del diamante è forse quello più lampante: entrambi sono sempre componenti naturali ed
inorganici presenti sulla crosta terrestre e costituiti da carbonio puro. Ma mentre la grafite è tenera, nera, opaca,
conduttrice di elettricità, il diamante è duro, di diversi colori, normalmente trasparente e non conduttore di elettricità.
Questa grande differenza fisica è dovuta alla diversa disposizione nello spazio degli atomi del carbonio e cioè i due
minerali hanno differenti strutture cristalline.
Potremmo allora ridefinire il minerale come un componente naturale ed inorganico della crosta terrestre o di altri corpi
celesti, caratterizzato da una specifica formula chimica e struttura cristallina.
Ma anche qui la definizione non è ancora completa: esistono minerali che non hanno un sistema cristallino definito.
Sono per esempio il mercurio o l'opale. Il primo si presenta sulla crosta terrestre in forma liquida perché il suo punto di
fusione è di – 39° circa e solo nelle regioni più fredde della Terra potrebbe esistere allo stato solido.
L'opale invece è amorfo, si trova in natura senza una forma cristallina.
Potremmo quindi definire un minerale un:
componente naturale ed inorganico della crosta terrestre o di altri corpi celesti, caratterizzato da una specifica formula
chimica e normalmente da una specifica struttura cristallina.
Da questa definizione dipendono le caratteristiche fisiche costanti (durezza, peso specifico, colore della polvere, ecc.)
e non sempre costanti (colore, trasparenza, lucentezza, ecc.) che hanno i minerali e che vengono utilizzate per
riconoscerli.
Non sono considerati minerali quindi:
•
le rocce
•
la materia organica
•
i materiali artificiali
Esempi:
Il granito è un miscuglio di minerali e quindi non ha una formula chimica specifica: ha tante formule quante sono quelle
dei minerali contenuti in esso. Viene definita roccia.
L'ambra è una resina fossile derivante da una pianta e composta da carbonio, idrogeno ed ossigeno. E' un
componente naturale organico.
Il diamante sintetico, non può essere considerato componente naturale ma, appunto, artificiale cioè fatto dall'uomo.
L'origine dei minerali
Nel capitolo precedente abbiamo detto che i minerali hanno una formula chimica specifica. La formula chimica
evidenzia quali atomi sono presenti in una molecola di minerale e in quale quantità. La quasi totalità degli atomi
presenti nell'universo è stata creata dalle stelle circa 6 miliardi di anni fa, a seguito di reazioni termonucleari. In seguito
alle esplosioni delle stelle (supernove) si sono formate nebulose e poi nubi molecolari che hanno permesso la
creazione di nuove stelle (dette di 2
a
generazione, come il nostro Sole) e, per aggregazione dei residui delle nubi, dei
pianeti.
I pianeti, inizialmente allo stato fluido, si sono raffreddati nel tempo e, nel caso della Terra, hanno dato luogo a rocce,
liquidi e gas. Le rocce, come abbiamo detto, sono costituite dai minerali che a loro volta sono costituiti da molecole con
una specifica formula chimica ed una specifica disposizione nello spazio. Alcune rocce però hanno ancora al loro
interno della materia che continua a trasformarsi e che qualcuno definisce cenere delle stelle: i minerali radioattivi.
Questi minerali contengono elementi (isotopi radioattivi) che si trasformano nel tempo in altri, fino a stabilizzarsi.
Durante questo processo emettono radiazioni alfa, beta e gamma. I minerali radioattivi perciò non hanno una formula
chimica stabile ma col passare del tempo (parliamo di miliardi di anni) questa si arricchisce di nuovi elementi generati
dalla trasformazione fino a diventare un minerale completamente diverso. Oggi possiamo dire di avere un pezzo di
uraninite, domani (si fa per dire) avremmo solo un pezzo di piombo.
Se i minerali radioattivi sono considerati cenere delle stelle, la brace invece è ancora presente nel nucleo della nostra
Terra. In esso infatti sono presenti elementi radioattivi (isotopi di uranio, torio e potassio) in tale concentrazione che
sono reputati responsabili del calore (circa 5000°) che si genera e rigenera dall'inizio della formazione del pianeta e
che fonde continuamente la roccia circostante.
Il magma così formato è responsabile della creazione di nuovi minerali che si aggiungono a quelli formatisi dal
raffreddamento del pianeta attraverso analoghi processi magmatici, ma anche a causa dei successivi processi
sedimentari e metamorfici.
Si stima che nell'universo la materia costituita dagli elementi chimici conosciuti rappresenti solo il 4% della totalità della
materia fisica poiché in questa si ricomprende anche la materia oscura e l'energia oscura che rappresentano
rispettivamente il 22% ed il 74%.
La materia chimica a sua volta è composta quasi esclusivamente da idrogeno ed elio (98%) e solo una piccola
percentuale è costituita dagli altri elementi. L'abbondanza cosmica di questi diminuisce all'aumentare del numero
atomico (numero dei protoni) e gli elementi più pesanti si concentrano nei pianeti.
Nella nostra galassia (Via Lattea) si stima che gli otto elementi più diffusi, dopo l'idrogeno e l'elio, siano: l'ossigeno, il
carbonio, il neon, il ferro, l'azoto, il silicio, il magnesio e lo zolfo.
Sulla Terra invece gli elementi presenti in maggior quantità sono, in ordine decrescente: ferro, ossigeno, silicio,
magnesio, zolfo, nichel, calcio e alluminio. Il numero di elementi presenti sulla Terra sono 96 mentre quelli ottenuti
artificialmente sono 22 (l'ultimo, con il nome provvisorio di Ununseptio, è stato scoperto nel 2010 e confermato il 1°
maggio 2014 con il numero atomico 117).
Sul nostro pianeta, la combinazione dei diversi elementi naturali della tavola periodica, ha prodotto circa 5000 specie di
minerali. Se però volessimo utilizzare il calcolo combinatorio, potremmo ampliare in modo esorbitante il numero delle
specie mineralogiche ottenibili dalla combinazione di questi elementi. Chissà quanti e quali minerali ci sono ancora da
scoprire nell'intero universo!
Enrico Morino