MINERALOGIA

Enciclopedia Italiana (1934)

MINERALOGIA

Angelo Bianchi

. È la scienza dei minerali: oltre al primitivo compito di descrivere e classificare le varie specie mineralogiche, oltre a studiarne le caratteristiche morfologiche e le proprietà fisiche e chimiche, essa tende anche a penetrare sempre più addentro nei problemi della loro costituzione chimica e dell'intima struttura fisica.

Poiché la maggior parte dei minerali si trova allo stato cristallino e può presentarsi sotto forma di poliedri naturali (cristalli; v.), la mineralogia ha come scienza ausiliaria fondamentale la cristallografia: essa cioè, per la conoscenza e per i problemi dei cristalli naturali, coltiva larghi campi d'indagine comuni anche alla geometria, alla fisica e alla chimica dello stato solido.

Ma in questo pur molteplice studio della specie o degl'individui mineralogici, presi a sé, come isolati dal loro ambiente genetico, non si esaurisce certo il compito della mineralogia.

I minerali infatti sono i costituenti elementari delle masse rocciose della crosta terrestre. I fenomeni geologici fondamentali che in questa hanno sede, dal vulcanismo alla sedimentazione, dall'origine alla degradazione delle catene montuose, dalla genesi delle rocce alle concentrazioni minerarie utili, si compiono attraverso a una complessa evoluzione di processi geofisici e geochimici, che si traducono in un continuo formarsi e trasformarsi di minerali.

Scopo essenziale quindi della mineralogia, oltre a quanto già si è detto, è lo studio della genesi delle trasformazioni e dei rapporti di coesistenza dei minerali nei loro giacimenti.

Le ricerche genetiche (v. minerogenesi), oltre che dall'osservazione diretta dei fatti, sono rischiarate anche dai risultati delle sintesi di laboratorio, cioè dalla riproduzione artificiale dei minerali (v. minerosintesi).

In questi compiti la mineralogia ha trovato nei magnifici progressi della chimica fisica le basi del suo moderno sviluppo di scienza naturalistica sperimentale, ed è strettamente legata alla petrografia, la scienza delle rocce, avendo con questa comuni, in parte, metodi e laboratorî d'indagine, campi d'osservazione e di studio.

Queste due scienze affini, mineralogia e petrografia, portano contributi essenziali alla conoscenza dei processi geochimici e dànno alla geologia elementi fondamentali per lo studio dell'origine, struttura e composizione delle masse e per la sintesi dei fenomeni della crosta terrestre.

Mineralogia e geologia, sorte insieme, trovato poi comune progresso con la separazione dalle altre scienze naturali, biologiche, hanno preso infine vie nettamente distinte, con metodi diversi d'indagine e con ben delineati compiti di ricerca, pur mantenendo legami frequenti di collaborazione per le mete comuni, attraverso alla petrografia e alla geochimica.

Mineralogia, petrografia e geologia trovano anche motivi e campi di cooperazione nelle applicazioni pratiche delle loro indagini, per quanto riguarda soprattutto la ricerca, la genesi e lo sfruttamento dei giacimenti utili di minerali (mineralogia e geologia applicate).

Storia. - Le prime conoscenze empiriche su alcuni minerali e sulla loro utilizzazione risalgono ai più antichi tempi, non solo per l'uso di pietre o di gemme ornamentali ma anche per lo sfruttamento dei minerali metalliferi.

Già migliaia e migliaia d'anni a. C. dalla penisola del Sinai si estraeva il rame dai suoi minerali; e gli antichi Egiziani all'epoca della IV dinastia ritraevano oro dalla Nubia e forse già conoscevano il ferro e il piombo. I navigatori fenici portarono dall'Asia il rame, i bronzi e l'argento, che più tardi estrassero anche i Greci dalle miniere del Laurio e i Romani da quelle di Sardegna. E fiorenti furono le antiche città etrusche (Populonia, Luni, Vetulonia, ecc.) per le loro miniere, per le fonderie, per le fabbriche d'armi e di monete; e l'Elba divenne l'"isola ardente" generosa di metalli.

Nelle concezioni filosofiche della scuola peripatetica di Aristotele troviamo i primi riferimenti al regno minerale, e l'allievo Teofrasto nel 315 a. C. descrisse minerali e gemme nel libro sulle pietre (Περὶ τῶν λίϑων). Gli ultimi cinque libri della Naturalis Historia di Plinio trattano di minerali metalliferi, di pietre, di gemme; ma sempre con oscure descrizioni condite di leggende e fantasie.

Nessun vero progresso concettuale offre nel campo della mineralogia, come anche in genere nelle altre scienze naturali, il Medioevo, con le sue discussioni scolastiche e con i suoi dogmi religiosi, con le fantasie alchimistiche e eon le dottrine delle più strane influenze degli astri e dei cristalli.

Tuttavia si deve ricordare che Avicenna (980-1037) diede una classificazione dei minerali in pietre, sali, cristalli, minerali metalliferi e materie combustibili; e che nel 1262 Alberto Magno dedicò cinque libri delle sue opere ai minerali e quattro alle meteoriti.

Fantasie astrologiche e speculazioni alchimistiche dominano anche nel Bergbüchlan, raccolta di nozioni minerarie, scritto probabilmente nella seconda metà del Quattrocento da Calbus Fribergius, medico che visse fra i minatori della Sassonia; e si trovano ancora nella Pirotecnia (1540) del senese Vannoccio Biringuccio, fra nozioni varie di metallurgia e di primitiva chimica mineralogica. Avverso invece all'alchimia e all'astrologia e fedele ai principî della filosofia naturale aristotelica si rivela il medico tedesco Giorgio Bauer (1490-1555), che col nome latinizzato e più noto di Agricola scrisse il De natura fossilium (1546) e il De re metallica. Egli lascia in varî volumi una raccolta ampia e notevole delle conoscenze mineralogiche e specialmente minerarie e metallurgiche del suo tempo. Nelle sue opere si trovano esposti varî caratteri distintivi dei minerali, come forma, colore, lucentezza, peso, durezza, ecc.

Così fino al sec. XVII i lenti progressi delle nozioni mineralogiche sono ancora essenzialmente di ordine pratico e vanno ricercati soprattutto nello sviluppo dell'arte e della tecnica mineraria.

Ma frattanto la filosofia naturale riesce a liberarsi dal dogmatismo e dalle speculazioni e, sulla via illuminata da Galileo, le scienze trovano le basi esatte di progresso nell'osservazione, nell'esperimento e nella rigorosa deduzione dai fatti naturali. In questo nuovo ambiente favorevole agli studî la mineralogia ebbe nel Seicento i primi fondamenti scientifici con le scoperte di N. Stenone e di E. Bartolini, che aprirono le vie alla cristallografia, affermatasi come scienza con L. Romé de l'Isle e con R.-J. Haüy alla fine del Settecento e sviluppatasi poi rapidamente all'inizio dell'Ottocento, imprimendo un fondamentale progresso alla mineralogia stessa (v. cristallografia).

Nella seconda metà del sec. XVIII e al principio del XIX s'iniziano e si affermano le ricerche chimiche sui minerali, con le analisi di Boyle, dei chimici svedesi J. G. Wallerius, A. F. Cronstedt, T. O. Bergman, K. W. Scheele, ecc. Ma soprattutto è il chimico J. J. Berzelius (1779-1848). che nei primi decennî del secolo scorso dà sviluppo alla chimica mineralogica, che progredisce poi con G. Rose, K. F. Plattner, F. Kobell, K. F. Rammelsberg, ecc. Ed è pure alla seconda metà del Settecento che risalgono le origini della petrografia come scienza, da molti attribuite all'opera di A. G. Werner (1780-1815). Ma non bisogna dimenticare, anche per i riflessi indiretti sulla storia della mineralogia, che in quello stesso secolo i geologi veneti Giovanni Arduino, G. Marzari Pencati e Giovanni Brocchi, assai meglio del Werner dimostrarono di avere intuito giustamente l'origine delle rocce eruttive, dei filoni e dei fenomeni di metamorfismo di contatto.

Con gli studî di fisica cristallografica, e soprattutto con i magnifici risultati dell'ottica cristallografica, la mineralogia e la petrografia trovano un metodo di ricerca, che andrà rivelandosi sempre più preciso e importante, di pari passo col perfezionamento dei microscopî. Con l'esame delle sezioni sottili di rocce al microscopio, A.-L. des Cloizeaux e altri contribuirono in modo notevole alla conoscenza dei minerali delle rocce.

D'altra parte i rapporti tra forma e composizione chimica, tra proprietà fisico-cristallografiche e miscibilità allo stato solido delle sostanze cristallizzate, cioè i principî fondamentali dell'isomorfismo, dati da E. Mitscherlich (1794-1863), si sono rilevati di somma importanza, insieme con i fenomeni di polimorfismo, tanto per la mineralogia, quanto per la chimica fisica e per le sue applicazioni.

In tal modo la fine del Settecento e soprattutto la prima metà dell'Ottocento ci appaiono come il periodo dell'affermazione e del primo rapido, rigoglioso sviluppo degli studî di mineralogia e cristallografia.

Nella seconda metà del secolo scorso e all'inizio di questo crescono ovunque nuovi centri di ricerca, si affermano le scuole; la cristallografia, la mineralogia e la petrografia perfezionano i loro metodi d'indagine, approfondiscono problemi proprî o comuni con la fisica, con la chimica, con la geologia; si differenziano e s'integrano a vicenda; e col meraviglioso sviluppo della chimica fisica trovano anch'esse la loro evoluzione storica da scienze naturalistiche descrittive a scienze naturali sperimentali.

Gli studî di chimica mineralogica hanno avuto, dopo le scoperte di Mitscherlich sull'isomorfismo, un gran numero di cultori insigni, sia fra i mineralogisti, sia tra i fisico-chimici; ricorderemo qui solo alcuni fra i maggiori, come, fra i chimici, Van't Hoff e O. Lehmann, o, fra i mineralogisti, P. Groth (1843-1927), autore dell'opera fondamentale Chemische Krystallographie, G. Tschermack, C. Doelter, H. E. Boecke, e fra gli italiani A. Scacchi, C. Struever, F. Zambonini.

In questi ultimi decennî l'analisi spettrografica dei cristalli mediante i raggi X (v. cristallografia), non solo ha condotto alla conoscenza dell'intima struttura d'un gran numero di sostanze minerali o artificiali, ma ha portato anche nuova luce nell'interpretazione delle formule mineralogiche e dei fenomeni di isomorfismo e soluzione solida.

Le ricerche sperimentali di minerosintesi e di minerogenesi ebbero momenti caratteristici di progresso con le esperienze di H. de Senarmont, di F. Fuoquè e A. Michel Levy, con gli studî di Van't Hoff, di C. Doelter e d'altri e, in Italia, con i lavori di Giorgio Spezia. Esse portano viva luce alla copiosa messe di osservazioni accurate dei fatti naturali, ricavata dagli studî moderni sui giacimenti dei minerali e dall'esame microscopico dei loro rapporti reciproci come elementi di rocce.

Così, per varie vie, mineralogisti, chimici e geologi portano sempre più innanzi la conoscenza dei processi geochimici fondamentali; e s'individuano le differenziazioni e le provincie magmatiche della terra, e si approfondiscono i problemi del metamorfismo; e di pari passo, dalla metà del secolo scorso a oggi trova il suo migliore sviluppo la petrografia, giovandosi dei progressi concettuali e sperimentali della mineralogia, dell'ottica cristallografica e della geochimica.

Alla fine del secolo l'applicazione ai moderni microscopî da mineralogia del tavolino universale di V. Fedorov ha perfezionato i metodi di ricerche ottico-cristallografiche e ha permesso una più esatta analisi dei minerali e delle strutture delle rocce.

Ricordiamo, fra coloro che più hanno contribuito all'evoluzione moderna della petrografia: H. Rosenbusch, F. Becke, L. Duparc, F. Rinne, H. S. Washington, P. Niggli, E. Artini.

La mineralogia descrittiva fu molto e ovunque coltivata anche nella seconda metà del secolo XIX e all'inizio di questo. Un gran numero di specie nuove fu scoperto e studiato; e s'ebbero anche opere monografiche importanti di mineralogia regionale, come: le memorie di V. von Rath, la mineralogia russa di V. Kokšarov, la mineralogia della Francia e quella del Madagascar di A. Lacroix, la mineralogia vesuviana di F. Zambonini, la mineralogia della Toscana di A. D'Achiardi, ecc.

Ormai anehe la mineralogia e la petrografia descrittive, come già la cristallografia morfologica, devono seguire il progresso moderno di tutto questo gruppo di scienze; e trovare ancora ragione di vita nelle osservazioni e nelle ricerche non più isolate e casuali, quasi fine a sé stesse, ma coordinate e scelte come mezzo e contributo allo studio dei problemi scientifici naturali o pratici della mineralogia e della geologia.

Mineralogia italiana. - In Italia nel secolo scorso, la mineralogia è affidata dapprima, essenzialmente, a cominciare dal 1840, all'opera singolare di due soli e geniali studiosi, Arcangelo Scacchi (1810-1893) e Quintino Sella (1827-1884). Mentre la produzione di quest'ultimo, ben presto assurto alle più alte cure dello stato, fu breve (1855-1866) e tuttavia importante nel campo della cristallografia geometrica e della chimica cristallografica, l'attività scientifica dello Scacchi, cristallografo, mineralista e vulcanologo, si svolse continua, varia e feconda di risultati notevolissimi per 50 anni dal 1841 al 1892. Solo dopo raggiunta l'unità nazionale, si crearono insegnamenti distinti e sorsero nelle nostre università gl'istituti di mineralogia.

La prima vera scuola mineralogica moderna fu fondata in Roma nel 1876 da Giovanni Struever (1847-1915), che lasciò vasta e molteplice opera nei varî campi della mineralogia e che ebbe allievi insigni. E pochi anni dopo si affermarono la scuola cristallografica di Ruggero Panebianco a Padova, la scuola mineralogica e petrografica di Antonio D'Achiardi a Pisa e quella di mineralogia chimica di Giorgio Spezia a Torino.

Da queste scuole sorsero allievi che furono a loro volta maestri fra i maggiori nostri nei varî indirizzi della mineralogia, della cristallografia e della petrografia, come: Luigi Brugnatelli, Ettore Artini, Carlo Viola, Ferruccio Zambonini, Ernesto Manasse ed Emilio Repossi.

Bibl.: Per la storia della mineralogia: C. M. Marx, Geschichte der Krystallkunde, Karlsruhe 1825; F. von Kobell, Geschichte der Mineralogie von 1650-1860, Monaco 1864; F. Zambonini, La mineralogia in Italia negli ultimi cinquant'anni, in Atti Soc. it. progr. scienze, Roma 1911; G. D'Achiardi, I mineralogisti pisani dei tempi passati, Pisa 1931; P. Groth, Entwicklungsgeschichte der mineralogischen Wissenschaften, Berlino 1926; A. Johnsen, Die Geschichte einer kristallmorphologischen Erkenntnis, Berlino 1932.

Alcuni trattati e opere generali moderne più in uso per la mineralogia: I. D. Dana, System of Mineralogy, New York 1905 (con appendici posteriori); P. Groth, Chemische Krystallographie, Lipsia 1906 seg.; id., Elemente der physikalischen und chemischen Krystallographie, Berlino 1921; C. Hintze e G. Linc, Handbuch der Mineralogie, Lipsia 1897-1933; C. Doelter e Leitmeier, Handbuch der Mineralchemie, Lipsia 1912-1932; P. Niggli, Lehrbuch der Mineralogie, Berlino 1924; E. B. Dana e W. E. Ford, Textbook of Mineralogy, New York 1932; A. e G. D'Achiardi, Guida al corso di mineralogia, Pisa 1915, 1925; E. Artini, I minerali, Milano 1925; P. Aloisi, I miner. delle rocce, Milano 1931.