L´Oro delle Alpi

Il Ticino, il Sesia, la Dora Riparia, l´Elvo e gli altri grandi fiumi che scendono dalle Alpi occidentali sono ricchi in oro alluvionale. L´oro si trova primariamente nelle vene di quarzo delle montagne. Nel tempo l´erosione libera I grani d´oro e i fiumi li trasportano verso la pianura.

 

 Oro nativo in vena di quarzo, Monte Rosa.

Il documento più antico che menziona la ricerca di questo prezioso metallo nei fiumi che scendono dalle Alpi risale all´anno Mille, ma già prima I fiumi venivano sfruttati, sopratutto nella zona del Lago Maggiore. Nel testo “Honorantie Civitatis papie” (1010-20) viene regolamentata la ricerca dell´oro, i “auri levatores” - lavatori d'oro - sono obbligati a vendere l´oro ritrovato direttamente alla camera dei mercanti. La ricerca dell´oro veniva effettuata sopratutto in inverno, nei periodi di magra del fiume, con il lavaggio manuale delle sabbie e dei ciottoli usando tavole di legno inclinate, badili, gerle e grandi cucchiai di legno.

L´interesse per l´oro recuperato con cosi tanto sforzo si perde ben presto, nel Cinque-Seicento era già avvenuta un´attività collaterale e a Pavia viene segnalata per questo periodo oramai solo una famiglia di ricercatori professionisti. Tuttavia l´oro continua a giocare un´ruolo nel folclore – fino agli anni Trento del XX secolo era tradizione che lo sposo raccoglieva personalmente l´oro dal fiume per forgiare la vera nuziale. 

L´oro degli stolti

La pirite é un disolfuro di ferro molto comune e forma dei bei cristalli giallo ottone con lucentezza metallica*– non sorprende che viene regolarmente scambiata per oro da cui deriva il nome volgare dell´ “oro degli stolti”.
 

Fig.1. Cristalli cubici di pirite in scisto cloritico, Lappago, Alto Adige.

Il termine pirite deriva dall´antico greco “pyr” - cioè fuoco, nome dato a alcuni minerali e rocce che emettevano scintille per strofinamento e potevano essere usate per accendere il fuoco (venne da prima usata come pietra focaia degli acciarini per le prime armi da fuoco, ma essendo troppo fragile rimpiazzata con della selce). Nel Cinquecento l´uso del nome si restrinse ai solfuri metallici e nel Settecento  si distingue le tre varietà della pirite – la pirite vera e propria, la calcopirite e l´arsenopirite. Solo nel Ottocento il termine assunse il significato che ha oggi.
 

Fig.2. Sezione petrografica con pirite (e sfalerite).

* in alcune culture, come la civiltá mixteca (Messico) fu usata perfino come specchio.
 
Bibliografia:
 
RICKARD, D. (2015): Pyrite: a natural history of fool’s gold. Oxford University Press: 320

Antichi artefatti di origine extraterrestre

Gli OOPArt (Out-of-place artifacts) sono uno dei misteri più popolari tra i fuffologi, ma esistono veramente artefatti misteriosi che risultano essere di origine extraterrestre, anche se non nel senso degli ufologi.
 

Nel 1925, durante lo scavo della tomba di Tutankhamon, faraone nel antico Egitto vissuto dal 1341-1323 a.C., sulla mummia del faraone fu recuperato un´pugnale con una lama in ferro lunga 34cm. Si trattava di un artefatto ricavato da metallo puro a grana finissima e di notevole qualità artistica.
La struttura e la purezza del metallo fece subito pensare a del ferro nativo, ma ferro sotto condizioni terrestri tende a corrodere velocemente e viene trovato solo sotto forma di ossidi o delle leghe metalliche. Fu perciò suggerito che si trattava di metallo di origine extraterrestre. Prima dell´avvento dei forno fusore ad alta temperatura il ferro recuperato da meteoriti ferrose era l´unico ferro nativo disponibile alle antiche civiltà.  

Fig.1. Kriss,  tipico pugnale malese datato al 14°secolo e lavorato da meteorite ferrosa recuperata sull´isola di Bali. Il ferro non poteva essere fuso prima dell´avvento dei rispettivi forni, perció fu battuto in forma.

Che gli antichi egiziani lavoravano ferro di origine meteorica da millenni é stato dimostrato con a scoperta di perle di ferro in delle tombe datate al 3.200 a.C., 2.000 anni prima dell´eta classica del ferro in Egitto. Il pugnale di Tutankhamon data nel periodo in cui l´estrazione di ferro da fonti terrestri era già conosciuta, ma la composizione chimica del metallo analizzato – una lega di ferro e nichel purissima – suggerisce che si tratta quasi sicuramente di metallo extraterrestre. Il ferro meteorico era ritenuto al tempo di Tutankhamon di provenienza divina, come suggeriscono alcune descrizione che parlano di questo materiale come “ferro dal cielo”, anche se non é chiaro se questa descrizione si riferisce alla reale osservazione di un´impatto o se si tratta solo di un nome con sfondo religioso – il ferro dal cielo come esclusivo regalo degli dei.
 

Bibliografia:
 

COMELLI, D. et al. (2016): The meteoritic origin of Tutankhamun's iron dagger blade. Meteoritics & Planetary Science.

Storia della mineralogia - I primi passi

Anche molto prima della moderna scienza della mineralogie rocce e minerali erano ricercate risorse, da essi si ricavavano arnesi, metalli, pigmenti e gemme ornamentali. 

Nelle opere classiche dell´antichità rocce e minerali vengono descritti insieme senza ancora una chiara distinzione. Teofrasto (371-287 a.C.) descrive l´uso di pietre, Plinio il Vecchio (23-79) anche il presunto valore magico e propone una classificazione basata sull´idea che esistano minerali maschili e femminili.
 

Durante l´eta romana i minerali più importanti erano l´oro, la galena, il ferro (che includeva il ferro e la magnetite), il rame, il cinabro, malachite, ocra e lo stagno (estratto dalla cassiterite). L´india era famosa per le sue gemme, lo smeraldo (che includeva varie minerali di colorazione verde, come lo smeraldo nel senso moderno, ma anche la malachite), il carbonchio (che includeva varie pietre preziose di colorazione rossa, come il rubino e granato) e il topazio. La classificazione delle gemme si basava perlopiù sul loro colore e le presunte proprietà magiche, dato che – secondo Aristotele (383-322 a.C.) - pietre preziose si generavano grazie all´influsso dei astri (per secoli la credenza che l´oro sia associato a zone molto soleggiate sarà tramandato nelle “opere mineralogiche”). La simmetria regolare dei cristalli (termine derivato da crystallos, nome attribuito al quarzo) non suscita grande interesse e in parte viene considerata artificiale! Solo nell´eta rinascimentale, con Nicola Stenone (1638-1686) e Domenico Guglielmini (1655-1710), si considera la possibilità che cristalli sono formati dall´aggregazione regolare di particelle minuscole.
La classificazione di minerali basato sulla colorazione e proprietà magiche verrà applicata per un lungo periodo di tempo, dall´antichità al medioevo fino al rinascimento. Il che pone diversi problemi, sopratutto di capire di quali minerali moderni gli antichi autori parlano. Se vari minerali moderni furono classificati, basandosi sul loro colore, come un´unica specie (come il già menzionato smeraldo o carbonchio), altri furono suddivisi ignorando la loro uniforme composizione chimica– cosi le varietà di quarzo (quarzo cristallino, ametista, calcedonio, opale, …) erano considerati differenti minerali. I cataloghi delle rocce includevano anche sostanze di origine organica, come corallo o pietre generate nelle viscere di animali (probabilmente calcoli).
 

Un grande passo in avanti nella classificazione dei minerali si deve all´medico e metallurgista Georg Bauer o Giorgio Agricola (1494-1555).  Nella sua opera raccoglie le conoscenze empiriche dei minerali utili per l´estrazione di metalli, descrive come essi si trovano in vene e propone una classificazione basata sul colore, il peso specifico, la trasparenza, la lucentezza, la forma e l´abito cristallino, la durezza, la sfaldatura, la fusibilità e la solubilità. Distingue “corpi semplici” composti solo da una sostanza (un minerale), le “terre” (materiale argilloso) e “corpi composti” o “pietre”, categoria che include pietre per la costruzione  o per uso ornamentale, i metalli, i minerali metalliferi e le gemme.
 

Conrad Gesner (1516-1565), contemporaneo di Agricola, classifica animali, piante e fossili, che includono corpi dissotterrati, come minerali, veri fossili e reperti archeologici.
 

Fig.1. Pagine del “Hortus sanitatis – Tractatus de lapidibus”, anonimo della fine del ´400, raccolta di pietre e minerali per l´uso magico e terapeutico, I minerali sono elencati in ordine alfabetico e vengono a loro attribuiti virtù magiche (“operationes”) o particolari effetti morali.

La classificazione proposta da questi naturalisti rimane incompleta ed é più l´eccezione che la regola, ancora per molto tempo prevale una “mineralogia mistica”. Solo on l´avvento della chimica nella metà del settecento i primi cataloghi mineralogici  - da menzionare le opere dei chimici svedesi Johan Gottschalk Wallerius (1709-1785), Axel Fredrik Cronstedt (1722-1765) e Torbern Olof Bergman (1735-1784) - comparabili a opere moderne vengono pubblicati.

Rocce e Minerali: I Feldspati

I feldspati sono il gruppo di minerali più comuni in assoluto nella crosta terrestre, formandone da soli più della metà. I feldspati comprendono minerali che formano perlopiù cristalli prismatici più o meno tabulari, generalmente di colorazione biancastra anche se esistono varietà di colorazione rossa, blu-verde e gialla. Lucentezza vitrea, durezza di Mohs tra 6 a 6.5 con densità di circa 2.6 g/centimetri-cubi. 
I feldspati formano una serie isomorfe tra I membri di un triangolo di miscibilità – i termini puri comprendono il feldspato di potassio (K), di sodio (Na), di calcio (Ca) e di bario (Ba), quest´ultimo, chiamato celsiana in onore del naturalista svedese A. Celsius é piuttosto raro. L´ortoclasio, il cui nome significa “frattura ad angolo retto”, dato che la sfaldatura avviene secondo due piani di sfaldabilità quasi a angolo retto, contiene potassio (K). L´albite, feldspato di sodio (Na), deriva il nome dal greco albus – bianco, a causa del suo colore. L´anortite, l´altro termine dei feldspati con il sodio rimpiazzato dal calcio (Ca), dal termine anortos, l´obliquo, a causa della sua struttura cristallina. Il termine generale usato per queste due modifiche di minerale  – il plagioclasio – fa anch´esso riferimento alla sfaldatura obliqua che caratterizza questi cristalli, dal greco plagios – obliquo.
 

I feldspati sono componenti essenziali di quasi tutti I tipi di rocce, rispecchiandone anche il chimismo. Un granito, ricco in silice, tende a contenere oligoclasio (Na, Ca), mentre un basalto, ricco di ferro e magnesio e povero di silicio, tende a contenere un plagioclasio ricco di Ca.

Fig.1. Il periclino é una varietà di albite tipica e frequente delle fessure alpine, dove forma cristalli prismatici allungati e talvolta geminati in modo caratteristico.

Fig.2. Gneiss occhiadino, tipica roccia di alto grado di metamorfismo. Grandi, ma deformati cristalli di feldspato formano gli "occhi" i sottili veli scuri che circondano gli «occhi» sono letti di mica che formano la scistosità poco sviluppata.
 

I feldspati comprendono anche I cristalli più grandi conosciuti, con un microclino con dimensioni di 50x36x14m con un peso di 16.000 tonnellate scoperto nel Colorado

William Smith e la mappa che a che ha cambiato il mondo

Giugno 11, 1813, l´ingegnere e rilevatore William Smith viene arrestato e portato alla prigione di  King's Bench a sud di Londra. Dopo anni di attesa, uno dei tanti creditori di Smith aveva finalmente sporto denuncia, Smith fu imprigionato finché i suoi averi fossero messi all´asta per pagare i suoi debiti. Smith in una nota scritta molto più tardi ricorda:

“L´uomo e i suoi fossili forse possono essere imprigionati, ma mai le sue scoperte ... la collezione perduta, libri e pubblicazioni disperse, a lui fu tolta ogni cosa tranne i suoi ricordi."

Smith per anni aveva investito (e perso) grandi somme di denaro nella pubblicazione di una carta topografica molto speciale – sopra la topografia aveva delimitato e colorato delle aree che rappresentavano la litologia del sottosuolo.
 

Smith non era il primo con questa idea, ma era il primo a realizzare una carta a grandi dimensioni (che comprendeva quasi tutta l´Inghilterra) e il primo ad usare anche i fossili per identificare le formazioni geologiche. Prima di Smith il medico e naturalista Martin Lister (1639-1712) aveva proposto di mappare la distribuzioni dei tipi di suolo nella campagna. Dato che il suolo si forma dall´erosione delle rocce, questo metodo avrebbe reso possibile creare una carta geologica. Ma Lister, cosi sembra, mai realizzo questa sua idea. L´italiano Luigi Ferdinando Marsili (1658-1730) intraprese il prossimo importante passo: per uso militare creo una carta in cui segnalava gli affioramenti rocciosi (interessanti per la costruzione di fortificazioni) - una carta dei dintorni di Bologna (1717) mostra gli punti e le cave in cui si poteva estrarre rocce e gesso, Marsili poi collega questi singoli punti con un´area tratteggiata, implicando che i strati geologici continuano anche nel sottosuolo.

 

Fig.1. Una carta mineralogica francese pubblicata nel 1780, che mostra cave, miniere e altri punti d´interesse geologico. Il rilievo topografico era all´avanguardia per quei tempi, ma i naturalista ancora esitavano a connettere i singoli affioramenti di rocce tra di loro - dato che non si sapeva praticamente nulla del sottosuolo, sembrava troppo azzardato ipotizzare strati e strutture geologiche.

Smith si spinse oltre. Non solo aveva mappato e colorato un´area vastissima, ma grazie ai fossili guida era capace di separare formazioni geologiche a prima vista molto simili, una risoluzione stratigrafica mai raggiunta prima. Smith capì anche che i strati geologici erano inclinati, usando una ombreggiatura poteva sottolineare questo particolare anche sulla carta geologica. Purtroppo Smith era talmente cauto e meticoloso che ritardò di anni la pubblicazione delle sue carte, intanto si prestava sempre nove somme di denaro, fino a quel fatidico giorno nell´estate del 1813.

Amici di Smith avevano comprato i suoi appunti messi all´asta, non tutto il lavoro era andato perduto. Ma Smith, disilluso, dopo il suo rilascio dalla prigione, fuggi da Londra, mai più a ritornare. Ma la storia per fortuna non finisce qui...

Fig.2. La grande carta geologica pubblicata da Smith nel 1815, Smith si ispirò per i colori all´aspetto delle rocce stesse – economicamente importanti formazioni di carbone sono tenute in nero – Smith era un´uomo pratico é considerava la sua carta come una "mappa del tesoro", utile per capire dove trovare ricchezze geologici – carbone, metalli e rocce edilizie.

Bibliografia:

WINCHESTER, W. (2001): The Map that Changed the World: William Smith and the Birth of Modern Geology. New York: Harper Collins: 352

Rocce e Minerali: Le Miche

Le miche sono un gruppo di silicati molto comune, diffuse sia in rocce magmatiche, metamorfiche che sedimentarie. I cristalli sono caratterizzati da una pronunciata sfaldabilità in lamelle, colorazione bianca -argento a nero, ma sempre con una ben visibile lucentezza – da cui deriva anche il nome in latino: micare significa luccicare e mica e la briciola, in allusione della lucentezza dei singoli grani.
La colorazione é data dalla percentuale di allumino e ferro. La muscovite o mica alluminifera appare chiara, la biotite (termine introdotto nel 1841 in onore del fisico francese Jean-Baptiste Biot 1774-1862) o mica ferrifera appare scura (la colorazione d´orata spesso osservata su campioni di roccia é dovuta all´alterazione del minerale). 

La sericite (dal greco sericos-sericeo) per via delle minute dimensioni dei cristalli dona alla roccia un´aspetto vellutato.

Fig.1. Micascisto a granati, dalla successione metamorfica della finestra dei Tauri. La disposizione parallela dei cristalli di mica conferisce alla roccia anche una pronunciata scistosità.

Fig.2. Micascisto alla muscovite, ma con nidi di grafite scura.