Rinascimento

Classificazione di Agricola

Classificazione di Worm

Nel Rinascimento, come dice la parola, si ha uno sviluppo accelerato in tutti campi della cultura e fra questi anche in Mineralogia.

La forte ripresa degli studi di alchimia abbisogna chiaramente di prodotti chimici che si estraggono dai minerali e quindi una loro sia pure imperfetta conoscenza, l'aumentato benessere connesso all'estensione dei commerci richiede materie prime in maggior quantità e quindi la riapertura di antiche miniere e la scoperta di nuovi depositi.

Ma un'altra molla contribuì notevolmente allo sviluppo delle conoscenze mineralogiche, la necessità della classificazione dei minerali in vista anche di un ordinamento degli esemplari nelle collezioni museali appena superato il momento delle raccolte ai soli tini di curiosità.

Il collezionismo, insito nell'uomo come dimostrano gli oggetti naturali depositati nelle tombe preistoriche, trova la sua ripresa nelle Wunderkammer dopo la parentesi del Medioevo in cui solo le chiese e i monasteri salvarono le "curiosità" al pari della scienza, della cultura e dell'arte.

In queste "camere delle meraviglie", dai semplici "studioli" alle vere e proprie esposizioni enciclopediche si può vedere l'origine degli attuali musei naturalistici. Un esempio di studiolo può essere quello del filosofo ceco Jan Amos Komensky, latinizzato in Comenius (1592-1670) che dette una curiosa definizione di museo nella sua opera pedagogica "Orbis sensalium pietus". Fra i molti "musei enciclopedici" si possono citare quelli del farmacista Ferrante Imperato a Napoli (1550-1631), del medico Ludovico Settala a Milano (1552-1631), ancora del farmacista Francesco Calzolari a Verona (1522-1609), del naturalista Ole Worm a Copenhagen (1588-1654), dell'erudito gesuita Athanasius Kircher a Roma (1602-1680).

In queste WunderKammer, gradualmente, le curiosità cedettero il passo ai reperti naturali raccolti non solo per il loro aspetto strano, ma come rappresentazione, all'inizio molto parziale, poi sempre più completa della Natura per cui è stato detto che paradossalmente la fine delle collezioni enciclopediche coincide con l'uscita dell'Encyclopédie. Fra la metà del XVI alla metà del XVIII secolo, per circa 200 anni, il museo enciclopedico ha avuto una funzione non solamente di godimento estetico e di stupore e meraviglia per nobili sfaccendati ma ha costituito, col suo tentativo di rappresentazione in piccolo della Natura, la base di partenza per la sistematica naturalistica. In particolare per la Mineralogia, certamente la pratica di miniera di Agricola è stata fondamentale per sfrondare le fantasiose ipotesi genetiche del Medioevo, ma è su campioni raccolti in collezione che Stenone puo verificare su una serie di cristalli di quarzo e di ematite che non mutatis angulis dando veste scientifica all'osservazione di campagna di Biringuccio sui cristalli di pirite iustamente bisquadri.

La necessità di ordinare i materiali naturali porta ai tentativi di classificazione, quanto mai imperfetti ai nostri occhi, ma pur sempre i primi passi verso l'attuale mineralogia sistematica.

Ovviamente fu l'aspetto esterno di minerali e rocce a suggerire i primi criteri classificativi, così Avicenna, glà nel XTI secolo, distingueva Pietre, Metalli, Solfo e Sali.

E' impossibile riportare gli innumerevoli schemi classificativi che furono proposti dal XVI e XVIII secolo. A titolo d'esempio si possono trascrivere quello proposto da Agricola nel suo trattato De natura fossìlium del 1546 e quello adottato da Ole Worm nel sùo Museo di Copenaghen e pubblicato nel 1655, entrambi basati sull'aspetto esterno dei materiali.

Classificazione di Agricola

1. FOSSILES SIMPLICES

2.FOSSILES MISTI ET COMPOSITI

Agricola, ai fini classificativi, prende in considerazione una serie di proprietà oggettive esterne dei materiali: colore, peso (da intendersi specifico), trasparenza, lustro, sapore, odore, forma, tessitura, durezza, friabilità, ruvidezza, solubilità, fusibilità, fragilità, sfaldatura, combustibilità. I materiali considerati sono fossilia, cioè materiale scavabile, minerali, rocce, fossili.

I pregi di questa classificazione consistono nel basarsi su dati visivi, nell'aver dato la descrizione di usi e provenienze, di nuovi minerali, di ipotesi genetiche e di processi metallurgiCi .

Il difetto più evidente la mancanza di distinzione fra minerali e rocce, cioè fra omogeneo ed eterogeneo, né fra composti e miscele meccaniche (vedi misti e compositi).

A chiarimento dei vari termini usati da Agricola:

Terrae (terre) sono materiali che diventano plastici

Succi concreti (sughi solidificati, cioè sali) che si sciolgono

in acqua o si rammolliscono.

Lapides (pietre) non si ammorbidiscono in acqua, nel

fuoco si polverizzano o anche fondono

Marmora (marmi) pietre lucidabili

Metalla (metalli) sono liquidi (Hg) o lo diventano al fuo

co (Au, Ag, Pb, Sn, Cu, Bi) o si rammolliscono (Fe)

Misti (misti) formati da corpi diversi intimamente asso

ciati in un nuovo materiale separabile solo col

fuoco (galena, scisti, bituminosi o rame)

Compositi (compositi) corpi diversi, riconoscibili a occhio e

separabili a mano o con l'acqua (associazioni oro

quarzo, conglomerati).

Non molto diversa la classificazione di Worm di un secolo successivo. C'è un tentativo di separare l'omogeneno, sia pure a occhio, come i Mineralia dai Lapides, ma tenendo ancora separati i Metalla, dall'aspetto troppo diverso.

Classificazione di Worm

A. Media mineralia

B. Lapides

C. Metalla

Altri autori potevano seguire metodi diversi, anche in vista di loro particolari esigenze. Così il farmacista napoletano Ferrante Imperato presentava una classificazione basata su criteri parte di uso dei materiali e parte di loro comportamento. Cosi nel primo caso divide le Terre in cinque generi:

1. Agricolarum (materiale per agricoltori)

2. Plasticorum et Architectorum (materiali per l'edilizia)

3. Fusorum (materiale per metallurgia)

4. Pictorum et Fullonum (materiale per tintoríe)

5. Medicorum (materiale per sanità)

e le Pietre in sette:

1.Pietre preziose

2.pietre figurate (ossia fossili)

3.pietre combustibili

4.pietre facilmente sfaldabili in lamelle

5.pietre tramutabili in calci

6.pietre vetrificabili (fusibili)

7.pietre sabbiose.

Nel Cinquecento due personalità possono essere citate fra coloro che apportano i primi contributi scientifici alla Mineralogia.

Vannoccio Biringuccio (o Biringucci) (Siena 1480 - Roma 1540) non fu un uomo di grande cultura ma un tecnico che nel suo libro De la Pírotechnia trasfonde le sue conoscenze di direttore di miniere e di esperto metallurgista, anche se talvolta si sofferma in divagazioni di alchimia sulla natura dei materiali. E' un'opera che potrebbe avere come sottotitolo "non perché ma come" date le numerose informazioni precise presentate. Due di queste meritano di essere ricordate.

Il riferimento all'analisi quantitativa è continuo (una bilancia dai lunghi bracci è spesso riportata nelle figure), fra questi l'interesse maggiore è l'osservazione che il piombo con la calcinazione cresce di peso dell' 8-l0%. Per la spiegazione occorre arrivare a Lavoisier, ma è la prima volta che viene riportato questo dato quantitativo.

Un'altra osservazione riguarda la pirite che è "in forme....cubiche a similitudine di dadi over bisquadre tutte iustamente squadrate. Talché artefice alcuno con qual si vogli strumento non potrebbe tirar più insti ne maglio li loro anguli". E' solo un'osservazione qualitativo ma precede di un secolo il non mutatis angulìs di Stenone.

Georg Bauer, latinizzato in Georgius Agricola (Glachau 1494Chemnitz 1555) non ha mai incontrato Biringuccio, di diversi anni più grande, ma ne è stato influenzato dalla sua Pirotecnia da cui trae figure e argomenti, anche se trattati in maniera più approfondita e con un bello stile latino, nel famoso trattato De re metallica.

La maggior completezza di questo trattato rispetto al precedente, ma anche un'altra importante opera De natura fossilium, giustificano l'appellativo di "padre della mineralogia" per Agricola, in quanto il primo trattato è una perfetta sintesi delle conoscenze accumulate nei secoli precedenti sulla metallurgia e i trattamenti minerari, e il secondo, come già accennato, è un compendio sulle conoscenze dell'epoca su minerali e rocce scritto non sulla base di un'erudizione ma su una pratica mineraria dei depositi sassoni, sia pure non diretta.

Il Seicento vede alcune figure di spicco che segnano tappe importanti, talora fondamentali, nella storia della mineralogia.

La spettacolarità delle forme esterne dei cristalli presenti nelle Wunderkammer e nelle collezioni stupisce i visitatori e incuriosisce gli studiosi. Alcuni come il grande astronomo e matematico Johannes Kepler (1571-1630) ne ricercano il significato metafisico associando i poliedri agli elementi di Aristotele, smentendo il grande filosofo greco. Questi aveva negato la corrispondenza fra i quattro elementi da lui indicati e i solidi di Platone perché questi non potevano riempire completamente lo spazio in contraddizione con la teoria dell'impossibilità del vuoto in natura (a parte il cubo). Keplero invece sostiene che il cubo, dalle evidenti facce quadrate che danno l'impressione della solidità, rappresenta la terra, il tetraedro, con pochi piani ad angoli acuti e sviluppo slanciato, simboleggia il fuoco, l'ottaedro, ben equilibrato, raffigura l'aria, l'icosaedro, con abbondanti facce ed angoli ottusi, adombra l'acqua, e anche la quintessenza, i corpi celesti, trovano la loro rappresentazione nel pentagonododecaedro con un numero di facce pari a quello dello Zodiaco. Ma basta una nevicata che lo sorprende per strada il giorno di Capodanno per ricondurre questo grande scienziato all'osservazione diretta dai cristalli esagonali di neve ed a formulare un'ipotesi sulla costanza dell'esagono nonostante la grande varietà di forme dei fiocchi di neve.

Riprendendo un'idea già avanzata nel dal medico italiano Girolamo Cardano (1501-1576) e forse suggerita ad entrambi dalle palle di cannone disposte a cumuli vicino alle bacche da fuoco nei castelli dell'epoca, Keplero suppone i cristalli costituiti da impaccamenti compatti di sferette.

Questa ipotesi sarà ripresa nel 1665 dall'inglese Hooke, e più tardi, nel 1690, da Christian Huygens ma sotto forma di ellissoidi per spiegare la doppia rifrazione della calcite.

Dal 1619, anno di pubblicazione dell'Harmonices mundi di Keplero, passano 50 anni e si giunge al De solido intra solidum naturaliter contento scritto a Firenze da Niccolò Stenone (Niels Stensen 1638-1686). Nel breve "prodromo" di un trattato che non sarà mai scritto e in particolare in didascalia delle figure in fondo al testo, sotto una serie di disegni di sezioni di cristalli di quarzo e di ematite dalle forme più diverse, compaiono tre semplici paroline non mutatis angulis che rappresentano la nascita di una scienza, la cristallografia. L'aspetto dei cristalli può essere vario ma i valori angolari non cambiano, è già la legge della costanza dell'angolo diedro che avrà bisogno di verifiche su un vasto numero di specie cristalline e che sarà formalizzata solo un secolo più tardi da Romé de l'Iole. Non è inutile ricordare che le osservazioni di Stenone furono fatte su cristalli della sua raccolta, acquisita poi nelle collezioni del Granduca di Toscana e oggi conservate nel Museo di Mineralogia di Firenze.

L'anno successivo, 1670, un altro danese Erasmus Bartholin (1625-1698) pubblica a Copenhagen (Hafnia) un volume dal titolo Experimenta cristalli islandici che rende nota la fondamentale scoperta della doppia rifrazione nello spato d'Islanda, la varietà limpida e trasparentissima di calcite tipica dell'isola. Questa osservazione che doveva risultare di grande importanza sia per le teorie sulla natura della luce sia per il comportamento ottico dei cristalli, stimolò nell'autore tutta una serie di determinazioni volte da un lato a riconoscere la natura del materiale e dall'altro a misure angolari del cristallo.

Per strofinio con un panno i cristalli, come l'ambra, attiravano corpi leggeri, con acidi davano una forte effervescenza, per forte riscaldamento si formava calce viva. Le misure angolari davano 101° e 79° nelle facce rombiche e 103° 40' per l'angolo diedro del romboedro. A questi dati sperimentali si associa però l'orgoglio che questo straordinario fenomeno della doppia rifrazione si verifichi su un materiale danese, sia pure di una "colonia", e non su cristalli di ben maggior valore come le pietre preziose, nemmeno nel diamante.

Solo nel 1728 uscirà, postuma, l'opera dello studioso olandese Christian Huygens (1629-1695) che espose la teoria ondulatoria della luce spiegando, in particolare, la doppia rifrazione e la facile sfaldatura della calcite ammettendo che fosse costituita dalla giustapposizione di minuscoli ellissoidi con assi in rapporto 1: 8.

Altra personalità di spicco Robert Boyle (1627-1691), settimo figlio del Conte di Cork in Irlanda. Fra i suoi molteplici interessi, basti pensare alla legge sui gas che porta il suo nome, vanno ricordati le sue teorie sui colori e la trasparenza delle gemme in relazione alla loro genesi e inquadrate anche teoricamente nell'opera Medicina hydrostatica del 1690, e anche le sue misure sistematiche di densità di minerali: posto l'acqua = l. il quarzo risultò 2 2/3 (contro 2,65), l'haematite 5,7 tanziché 5,26), la magnesioferrite 4,6 (invece di 4,56), il gagate 1.22 (contro 1,33)

La mineralogia è debitrice all'olandese Anton Leewenhoek (1632-1723) non solo, come le altre scienze naturali, per l'invenzione del microscopio, ma anche per una serie di osservazioni condotte su materiali tini di cui riconobbe la-forma cristallina, in particolare del gesso. Di questi cristalli misurò gli angoli piani in 112° e 68° ipotizzandone la costituzione con infinitesime tavolette, ma soprattutto, con una serie di ingegnosi procedimenti atti a escludere influenze esterne, arrivò, per primo' a verificare l'espulsione per riscaldamento di acqua dai cristalli di gesso nella misura di 1/5 del peso (teorico 20,43).

Sempre a questo secolo si devono attribuire le ricerche del medico italiano Domenico Guglielmini (1655-1710) anche se i loro risultati furono pubblicati nel 1705 nel lavoro De salibus e poi, postumi, nel 1719 nell'Opera omnia. Su una serie di sali, dal salgemma al nitro dall'allume al vetriolo, egli verifica la costanza delle forme tipiche di ogni specie cristallina e soprattutto la costanza dei loro angoli "stabile nulladimeno è sempre l'inclinazione dei piani e degli angoli". Importante è anche la sua teoria sulla costituzione dei vari sali come giustapposizione di minuscoli poliedri di sfaldatura, ripresa un secolo dopo da Hauy.

La prima metà del XVIII secolo non vede sostanziali cambiamenti rispetto al secolo precedente. Lo stesso Linneo (Cari von Linné latinizzato in Linnaeus 1707-1778) fondatore della sistematica botanica e zoologica non porta alcun contributo valido a quella mineralogica, anzi nel suo tentativo di unificare tutti i prodotti naturali parla di procreazione e di crescita vegetativa dei minerali, ipotesi già demolita nel secolo precedente da Stenone. A suo merito si può ascrivere l'importanza data alla forma cristallina con precisi disegni e modelli in legno.

Occorre entrare nella seconda metà del secolo, con le prime determinazioni chimiche e con sistematiche misure goniometriche, per passare da una mineralogia puramente descrittiva a una scienza quantitativa che, con continui progressi, arriva fino ai giorni nostri.