Storia della mineralogia - History of mineralogy

I primi scritti sulla mineralogia, in particolare sulle pietre preziose, provengono dall'antica Babilonia , dall'antico mondo greco-romano , dalla Cina antica e medievale e dai testi sanscriti dell'antica India . I libri sull'argomento includevano la Naturalis Historia di Plinio il Vecchio che non solo descriveva molti minerali diversi, ma spiegava anche molte delle loro proprietà. Lo specialista del Rinascimento tedesco Georgius Agricola scrisse opere come De re metallica ( Sui metalli , 1556) e De Natura Fossilium ( Sulla natura delle rocce , 1546) che diedero inizio all'approccio scientifico all'argomento. Studi scientifici sistematici su minerali e rocce sviluppati nell'Europa post- rinascimentale . Lo studio moderno della mineralogia è stato fondato sui principi della cristallografia e dello studio microscopico delle sezioni rocciose con l'invenzione del microscopio nel XVII secolo.

Europa e Medio Oriente

Gli antichi scrittori greci Aristotele (384-322 a.C.) e Teofrasto (370-285 a.C.) furono i primi nella tradizione occidentale a scrivere dei minerali e delle loro proprietà, nonché delle loro spiegazioni metafisiche . Il filosofo greco Aristotele scrisse la sua Meteorologica , e in essa teorizzò che tutte le sostanze conosciute fossero composte da acqua, aria, terra e fuoco, con le proprietà di secchezza, umidità, calore e freddo. Il filosofo e botanico greco Teofrasto scrisse il suo De Mineralibus , che accettò il punto di vista di Aristotele e divise i minerali in due categorie: quelli colpiti dal calore e quelli colpiti dall'umidità.

La teoria metafisica dell'emanazione e dell'esalazione ( anathumiaseis ) di Aristotele includeva le prime speculazioni sulle scienze della terra, inclusa la mineralogia. Secondo la sua teoria, mentre si supponeva che i metalli si congelassero per mezzo dell'esalazione umida, l'esalazione gassosa secca ( pneumatodestera ) era la causa materiale efficiente dei minerali trovati nel suolo terrestre. Ha postulato queste idee usando gli esempi dell'umidità sulla superficie della terra (un vapore umido "potenzialmente simile all'acqua"), mentre l'altro proveniva dalla terra stessa, relativo agli attributi di caldo, secco, fumoso e altamente combustibile ("potenzialmente come il fuoco"). La teoria metafisica di Aristotele dai tempi dell'antichità ha avuto un'influenza ad ampio raggio su una teoria simile trovata nell'Europa del tardo medioevo, come osserva lo storico Berthelot:

La teoria delle esalazioni fu il punto di partenza per le idee successive sulla generazione dei metalli nella terra, che incontriamo con Proclo , e che regnò per tutto il medioevo .

Anche la terminologia greca antica dei minerali è rimasta impressa nei secoli con un uso diffuso nei tempi moderni. Ad esempio, la parola greca amianto (che significa 'inestinguibile', o 'inestinguibile'), per l'insolito minerale noto oggi contenente una struttura fibrosa . Gli storici antichi Strabone (63 a.C.-19 d.C.) e Plinio il Vecchio (23-79 d.C.) scrissero entrambi dell'amianto, delle sue qualità e delle sue origini, con la credenza ellenistica che fosse di un tipo di vegetale . Plinio il Vecchio lo elencò come un minerale comune in India, mentre lo storico Yu Huan (239-265 d.C.) della Cina elencò questo "tessuto ignifugo" come un prodotto dell'antica Roma o dell'Arabia (cinese: Daqin ). Sebbene la documentazione di questi minerali nei tempi antichi non si adatti al modo della moderna classificazione scientifica, c'era comunque un ampio lavoro scritto sulla prima mineralogia.

Plinio il Vecchio

Ad esempio, Plinio dedicò cinque interi volumi della sua opera Naturalis Historia (77 d.C.) alla classificazione di "terre, metalli, pietre e gemme". Non solo descrive molti minerali sconosciuti a Teofrasto , ma discute le loro applicazioni e proprietà. È il primo a riconoscere correttamente l'origine dell'ambra, ad esempio, come residuo fossile di resina arborea dall'osservazione di insetti intrappolati in alcuni campioni. Ha posto le basi della cristallografia discutendo l' abito del cristallo , in particolare la forma ottaedrica del diamante . La sua discussione sui metodi di estrazione non ha rivali nel mondo antico e include, ad esempio, un resoconto oculare dell'estrazione dell'oro nel nord della Spagna , resoconto pienamente confermato dalla ricerca moderna.

Tuttavia, prima dei lavori fondamentali più definitivi sulla mineralogia nel XVI secolo, gli antichi non riconobbero più di circa 350 minerali da elencare e descrivere.

Jabir e Avicenna

Gli alchimisti islamici avanzarono la teoria dello zolfo-mercurio dei metalli , una teoria che si trova per la prima volta nello pseudo-Apollonio di Tiana Sirr al-khalqa ( Il segreto della creazione , 750-850 circa) e negli scritti arabi attribuiti a Jābir ibn Ḥayyān ( scritto c. 850-950). Rimarrebbe la base di tutte le teorie sulla composizione metallica fino al XVIII secolo.

Con filosofi come Proclo , la teoria del neoplatonismo si diffuse anche nel mondo islamico durante il Medioevo , fornendo una base per idee metafisiche sulla mineralogia anche nel Medio Oriente medievale . Anche gli scienziati islamici medievali si espansero su questo, incluso lo scienziato persiano Ibn Sina (ابوعلى سينا/پورسينا) (980-1037 d.C.), noto anche come Avicenna , che rifiutò l' alchimia e la precedente nozione della metafisica greca secondo cui gli elementi metallici e altri potrebbero trasformarsi l'uno nell'altro. Tuttavia, ciò che era in gran parte accurato delle idee metafisiche greche e medievali sulla mineralogia era il lento cambiamento chimico nella composizione della crosta terrestre.

Georgius Agricola, "Padre della Mineralogia"

All'inizio del XVI secolo d.C., gli scritti dello scienziato tedesco Georg Bauer, pseudonimo Georgius Agricola (1494-1555 d.C.), nel suo Bermannus, sive de re metallica dialogus (1530) sono considerati l'istituzione ufficiale della mineralogia in il senso moderno del suo studio. Ha scritto il trattato mentre lavorava come medico città e fare osservazioni in Joachimsthal , che era poi un centro per l' estrazione mineraria e metallurgica di fusione industrie. Nel 1544 pubblicò la sua opera scritta De ortu et causis subterraneorum , considerata l'opera fondamentale della moderna geologia fisica . In esso (proprio come Ibn Sina) ha fortemente criticato le teorie formulate dagli antichi greci come Aristotele. Il suo lavoro sulla mineralogia e la metallurgia continuò con la pubblicazione del De veteribus et novis metallis nel 1546 e culminò nelle sue opere più note, il De re metallica del 1556. Fu un'opera impressionante che delineava le applicazioni dell'estrazione , della raffinazione e della fusione dei metalli, accanto a discussioni sulla geologia dei giacimenti minerari, rilevamento , costruzione di miniere e ventilazione . Loda Plinio il Vecchio per il suo lavoro pionieristico Naturalis Historia e fa ampi riferimenti alla sua discussione sui minerali e sui metodi di estrazione. Per i due secoli successivi questo scritto rimase il testo autorevole sull'attività mineraria in Europa.

Agricola aveva molte teorie sulla mineralogia basate sull'osservazione empirica, inclusa la comprensione del concetto di canali minerari formati dalla circolazione delle acque sotterranee ('succi') in fessure successive alla deposizione delle rocce circostanti. Come si noterà in seguito, anche i cinesi medievali in precedenza avevano concezioni di questo.

Per le sue opere Agricola è conosciuto postumo come il "Padre della Mineralogia".

Dopo l'opera fondamentale scritta da Agricola, è ampiamente riconosciuto dalla comunità scientifica che la Gemmarum et Lapidum Historia di Anselmus de Boodt (1550–1632) di Bruges sia la prima opera definitiva della mineralogia moderna. Il chimico minerario tedesco J.F. Henckel scrisse il suo Flora Saturnisans del 1760, che fu il primo trattato in Europa a trattare i minerali geobotanici, sebbene i cinesi ne avessero parlato in precedenti trattati del 1421 e del 1664. Inoltre, lo scrittore cinese Du Wan ha chiarito riferimenti ai processi di invecchiamento ed erosione nel suo Yun Lin Shi Pu del 1133, molto prima del lavoro di Agricola del 1546.

Cina ed Estremo Oriente

Nell'antica Cina, il più antico elenco letterario di minerali risale almeno al IV secolo a.C., con il libro Ji Ni Zi che ne elenca ventiquattro. Le idee cinesi sulla mineralogia metafisica risalgono almeno all'antica dinastia Han (202 aC-220 dC). Dal testo del II secolo aC del Huai Nan Zi , i cinesi usarono termini ideologici taoisti per descrivere la meteorologia , le precipitazioni , i diversi tipi di minerali, la metallurgia e l'alchimia. Sebbene la comprensione di questi concetti in epoca Han fosse di natura taoista, le teorie proposte erano simili alla teoria aristotelica delle esalazioni mineralogiche (nota sopra). Nel 122 a.C. i cinesi avevano così formulato la teoria della metamorfosi dei minerali, anche se storici come Dubs fanno notare che la tradizione della dottrina alchemico-mineralogica cinese risale alla Scuola dei Naturalisti guidata dal filosofo Zou Yan (305 a.C. –240 a.C.). All'interno delle ampie categorie di rocce e pietre (shi) e metalli e leghe (jin), ai tempi degli Han i cinesi avevano centinaia (se non migliaia) di tipi elencati di pietre e minerali, insieme a teorie su come si erano formati.

Nel V secolo d.C., il principe Qian Ping Wang della dinastia Liu Song scrisse nell'enciclopedia Tai-ping Yu Lan (circa 444 d.C., dal libro perduto Dian Shu , o Gestione di tutte le tecniche ):

Le cose più preziose del mondo sono conservate nelle regioni più interne di tutti. Ad esempio, c'è l' orpimento . Dopo mille anni si trasforma in realgar . Dopo altri mille anni il realgar si trasforma in oro giallo.

Nella Cina antica e medievale, la mineralogia divenne saldamente legata alle osservazioni empiriche in farmacia e medicina . Ad esempio, il famoso orologiaio e ingegnere meccanico Su Song (1020-1101 d.C.) della dinastia Song (960-1279 d.C.) scrisse di mineralogia e farmacologia nel suo Ben Cao Tu Jing del 1070. In esso creò un approccio sistematico per elencare vari minerali diversi e il loro uso in intrugli medicinali, come tutte le forme di mica variamente conosciute che potrebbero essere utilizzate per curare vari mali attraverso la digestione . Su Song scrisse anche della frattura subconcoide del cinabro nativo , segni di giacimenti minerari, e fornì una descrizione sulla forma del cristallo. Simile ai canali minerari formati dalla circolazione delle acque sotterranee di cui sopra con lo scienziato tedesco Agricola, Su Song fece dichiarazioni simili riguardo al carbonato di rame , come fece il precedente Ri Hua Ben Cao del 970 d.C. con solfato di rame .

Lo scienziato della dinastia Yuan Zhang Si-xiao (morto nel 1332 d.C.) fornì un trattato innovativo sulla concezione dei giacimenti di minerali dalla circolazione delle acque sotterranee e delle fessure rocciose, due secoli prima che Georgius Agricola giungesse a conclusioni simili. Nel suo Suo-Nan Wen Ji , applica questa teoria nel descrivere la deposizione di minerali per evaporazione (o precipitazione dalle) acque sotterranee nei canali minerari.

Oltre alla teoria alchemica sopra esposta, scrittori cinesi successivi come il medico della dinastia Ming Li Shizhen (1518–1593 d.C.) scrissero di mineralogia in termini simili alla teoria metafisica di Aristotele, come scrisse quest'ultimo nel suo trattato farmaceutico Běncǎo Gāngmù (本草綱目, Compendio di Materia Medica , 1596). Un'altra figura dell'era Ming, il famoso geografo Xu Xiake (1587-1641) scrisse di letti minerali e micascisti nel suo trattato. Tuttavia, mentre la letteratura europea sulla mineralogia divenne ampia e variegata, gli scrittori delle dinastie Ming e Qing scrissero poco sull'argomento (anche rispetto ai cinesi della prima era Song). Le uniche altre opere di queste due epoche degne di nota furono lo Shi Pin (Gerarchia di pietre) di Yu Jun nel 1617, il Guai Shi Lu (Strange Rocks) di Song Luo nel 1665 e il Guan Shi Lu (Sull'osservare le pietre) nel 1668. Tuttavia, una figura dell'era Song che vale la pena menzionare soprattutto è Shen Kuo.

Teorie di Shen Kuo

Lo statista e scienziato della dinastia Song cinese medievale Shen Kuo (1031-1095 d.C.) scrisse della sua teoria della formazione della terra che coinvolge concetti di mineralogia. Nel suo Meng Xi Bi Tan (梦溪笔谈; Dream Pool Essays , 1088), Shen formulò un'ipotesi per il processo di formazione della terra ( geomorfologia ); basato sulla sua osservazione di conchiglie fossili marine in uno strato geologico nelle montagne Taihang a centinaia di miglia dall'Oceano Pacifico . Dedusse che il terreno fosse formato dall'erosione delle montagne e dalla deposizione di limo , e descrisse l' erosione del suolo , la sedimentazione e il sollevamento. In un suo precedente lavoro (circa 1080), scrisse di un curioso fossile di una creatura orientata al mare trovato nell'entroterra. È anche interessante notare che l'autore contemporaneo dello Xi Chi Cong Yu ha attribuito l'idea di particolari luoghi sotto il mare dove i serpenti ei granchi erano pietrificati a un certo Wang Jinchen . Con la scrittura di Shen Kuo sulla scoperta dei fossili, ha formulato un'ipotesi per il cambiamento dei climi geografici nel tempo. Ciò era dovuto a centinaia di bambù pietrificati trovati sottoterra nel clima secco della Cina settentrionale, una volta che un'enorme frana sulla riva di un fiume li ha rivelati. Shen ha teorizzato che in epoca preistorica il clima di Yanzhou doveva essere molto piovoso e umido come il sud della Cina, dove i bambù sono adatti a crescere.

In modo simile, lo storico Joseph Needham ha paragonato il racconto di Shen allo scienziato scozzese Roderick Murchison (1792-1871), che fu ispirato a diventare un geologo dopo aver osservato una frana provvidenziale. Inoltre, la descrizione di Shen della deposizione sedimentaria è anteriore a quella di James Hutton , che scrisse il suo lavoro pionieristico nel 1802 (considerato il fondamento della geologia moderna). Anche l'influente filosofo Zhu Xi (1130–1200) scrisse di questo curioso fenomeno naturale dei fossili, ed era noto per aver letto le opere di Shen Kuo. In confronto, la prima menzione di fossili trovati in Occidente fu fatta quasi due secoli dopo con Luigi IX di Francia nel 1253 d.C., che scoprì fossili di animali marini (come registrato nei registri di Joinville del 1309 d.C.).

America

Forse il testo di mineralogia più influente nel XIX e XX secolo è stato il Manuale di Mineralogia di James Dwight Dana , professore di Yale, pubblicato per la prima volta nel 1848. La quarta edizione era intitolata Manuale di Mineralogia e Litologia (ed. 4, 1887). È diventato un testo standard del college ed è stato continuamente rivisto e aggiornato da una serie di editori tra cui WE Ford (13a-14a ed., 1912-1929), Cornelius S. Hurlbut (15a-21a eds., 1941-1999), e cominciando con il 22 di Cornelis Klein. La 23a edizione è ora in stampa con il titolo Manual of Mineral Science (Manual of Mineralogy) (2007), rivisto da Cornelis Klein e Barbara Dutrow .

Ugualmente influente fu il Sistema di Mineralogia di Dana , pubblicato per la prima volta nel 1837, che è stato costantemente aggiornato e rivisto. La sesta edizione (1892) è stata curata da suo figlio Edward Salisbury Dana . Una settima edizione è stata pubblicata nel 1944 e l'ottava edizione è stata pubblicata nel 1997 con il titolo Dana's New Mineralogy: The System of Mineralogy di James Dwight Dana e Edward Salisbury Dana , a cura di RV Gaines et al.

Guarda anche

• Cronologia della scoperta e classificazione dei minerali

Appunti

Riferimenti

• Bandy, Mark Chance e Jean A. Bandy (1955). De Natura Fossilium . New York: George Banta Publishing Company.
• Chan, Alan Kam-leung e Gregory K. Clancey, Hui-Chieh Loy (2002). Prospettive storiche sulla scienza, tecnologia e medicina dell'Asia orientale . Singapore: Singapore University Press ISBN  9971-69-259-7
• Hazen, Robert M. (1984). " Mineralogia: una rassegna storica ". Journal of Geological Education , 32 , 288-298.
• Needham, Joseph (1986). Scienza e civiltà in Cina: Volume 3 . Taipei: Caves Books, Ltd.
• Povarennykh AS (1972) "Una breve storia di mineralogia e classificazione dei minerali". Classificazione cristallochimica dei minerali, 3-26. Springer, Boston, MA. ISBN  978-1-4684-1743-2
• Ramsdell, Lewis S. (1963). Enciclopedia Americana: Edizione Internazionale: Volume 19 . New York: Americana Corporation.
• Sivin, Nathan (1995). La scienza nell'antica Cina . Brookfield, Vermont: VARIORUM, Ashgate Publishing.

link esterno

• Museo Virtuale di Storia della Mineralogia
• il "Libro di testo sulla mineralogia" di Georg Agricola su pietre preziose e minerali — tradotto dal latino da Mark Bandy; Titolo originale: "De Natura Fossilium".