Un minerale comune ma risorsa multiuso per l’uomo: il quarzo

Breve storia di un minerale tra i più diffusi sulla Terra e dalle molteplici varietà di colori ma che è anche il più rivoluzionario per l’umanità.

Con il termine quarzo, d’etimologia incerta ma che pare provenga da una parola slava che significa “duro”, si indica una specie mineralogica avente composizione chimica SiO2. Uno dei principali  metodi di classificazione utilizzato per identificare le varietà del quarzo prende in considerazione la morfologia esterna, suddividendoli in minerali costituiti da macrocristalli ben formati e visibili ad occhio nudo, talvolta addirittura monocristalli o, viceversa, se appaiono come aggregati  di microcristalli. Si ritiene che questo minerale si origini dalla solidificazione del magma o comunque per azione di fluidi a temperature comprese tra i 100 e i 400 °C. È costituente di molte rocce plutoniche (es. graniti), rocce ipoabissali (es. pegmatiti) e rocce vulcaniche (es. rioliti). È presente anche in rocce sedimentarie in cui è stabile sia come minerale detritico (es. sabbie alluvionali) sia come cemento di rocce consolidate (es. arenarie); cristallizza in soluzioni calde (geyseriti) e fredde (ialiti), inoltre costituisce un minerale diagetico derivato dallo scheletro di particolari organismi come i tripoli. In ambiente metamorfico è stabile sia agli estremi caldi che freddi (es. è presente in rocce metamorfiche come le quarziti e le eclogiti). Durante il processo di anatessi, meccanismo di fusione su grande scala che porta alla formazione di rocce a composizione granitica partendo da rocce di varia natura, è il primo componente a rifondere e tra i primi a ricristallizzare. È impossibile citare tutte le località in cui sia possibile trovare questo minerale in quanto è molto comune e diffuso in tutto il mondo. I cristalli di quarzo non sono conduttori di elettricità ma presentano le proprietà fisiche della piezoelettricità e della piroelettricità (più nello specifico con questi due termini si indica la capacità di sviluppare una differenza di potenziale se sottoposti a sollecitazioni; se è di tipo meccanico, come la compressione i cristalli, si dicono piezoelettrici se invece è di tipo termico, come il riscaldamento, si chiamano piroelettrici). Dal punto di vista ottico, questo minerale presenta elevata trasmissibilità nel visibile e soprattutto nell’ultravioletto. Inoltre il quarzo è un materiale dotato di notevole stabilità chimica e risulta inattaccabile dagli acidi eccetto l’acido fluoridrico, possiede elevata durezza, resistenza meccanica e al calore ed infine non presenta sfaldatura. In caso di rottura, nel quarzo si formano caratteristiche fratture concoidi. La tipica forma del quarzo monocristallino è un prisma a sezione esagonale, tozzo o slanciato, con estremità piramidali.

La sua durezza, da cui si è originato il nome, ha permesso già agli antichi ominidi del genere Australopithecus ed ai primi rappresentanti del genere Homo durante la produzione Olduvaiana, dal nome della Gola di Olduvai in Tanzania nell’Africa Orientale, di produrre oggetti ed utensili realizzati con questo minerale che, seppure poco lavorati, erano modellati allo scopo di formare punteruoli, asce e raschietti di cui servirsi per procacciarsi cibo, abbattere alberi, rimuovere rami e lavorare pelli d’animali per farne abiti, tende e recipienti. Oggetti ritrovati nella Gola risalgono ad un periodo oscillante tra i 2,6 e 1,7 milioni di anni fa.

In epoche successive il quarzo è stato usato per realizzare gioielli a cui venivano attribuiti dei valori simbolici. Per esempio il quarzo era considerato una delle sette gemme del “Razionale” (un pettorale sacro portato dagli antichi sacerdoti ebraici), ognuna delle quali rappresentava una qualità del Dio. In particolare l’ametista è legata ad altri valori storici-simbolici ed è la varietà di quarzo a presentarne di più. Nella mitologia greca, ad esempio, si narrava che Dioniso, dopo essersi infuriato con un essere umano, per vendicarsi sugli uomini creò delle tigri per strappare gli arti al prossimo sfortunato uomo incontrato. Lungo il sentiero, però, incontrò Ametista, giovane ed innocente fanciulla che stava andando a portare un’offerta alla dea Artemide, la quale, per salvarla, la trasformò in una statua di quarzo. Dioniso, pentitosi, versò molte lacrime sulla statua che assunse quindi un colore porpora. Nell’Antica Roma invece si diceva che Ametista fosse una ninfa del corteo di Diana, dea particolarmente sensibile al tema della castità. Di tale ninfa, in un momento di estasi etilica, si invaghì Bacco che iniziò così ad inseguirla per possederla. La ninfa chiese aiuto alla sua signora, la quale per proteggere non tanto la sua vita, quanto la sua castità, la trasformò in gelido cristallo di quarzo. Rinsavito dalla sbornia, Bacco si commosse della fine della ninfa e così le fece assumere il colore del vino e la proprietà di preservare dei ed umani dagli eccessi delle ubriacature. Infatti ametista deriva dal termine greco “non ebbro”, tant’è che sia i romani che i greci ritenevano che prevenisse l’ubriacatura. Così, soprattutto nella Roma imperiale, si diffuse tra i ricchi il costume d’immergere un anello di ametista nel bicchiere di vino prima di bere. Dato che all’epoca tale gemma era rara e preziosa e questa usanza era in voga solo tra i potenti, l’anello di ametista, divenne pian piano un simbolo di potere. Da questo costume e dal simbolo che all’epoca rappresentava venne utilizzato più tardi dalla Chiesa Cattolica Romana per esprimere autorità, tant’è vero che tutt’oggi tale anello fa parte del corredo vescovile. Nel contempo, però, divenne anche il simbolo della modestia, della pace dell’anima, della devozione e delle terapie spirituali ed inoltre il suo colore violetto, colore della penitenza, divenne il materiale adatto a fabbricare i rosari più costosi.

Anche altre tipologie di quarzo hanno delle origini leggendarie, come il quarzo ialino o cristallo di rocca, che presenta una lucentezza vitrea. In questo caso l’etimologia del termine cristallo deriva dal greco “ghiaccio” in quanto si riteneva che questo minerale non fosse altro che ghiaccio congelato per l’eternità, erronea ipotesi avvalorata dalla struttura apparentemente esagonale, simile a quella dei fiocchi di neve, e dalla sensazione di freddo al tatto causata dalla conducibilità termica. Le differenze tra una e l’altra, soprattutto per quanto concerne il colore, sono dovute alle impurità che contengono e che ispirano il loro nome; a titolo esemplificativo è possibile citare il quarzo citrino, dal colore giallo limone conferito dal ferro, ed il quarzo rosa, la cui colorazione è dovuta alla presenza di titanio o manganese, ma sono molteplici le varietà di quarzo presenti in natura. Le impurità possono talvolta presentarsi in forma di scagliette lucenti, come gli aghi di rutilo presenti nel cosiddetto quarzo rutilato. Gli aghi di rutilo vengono anche chiamati “capelli di Venere” perché questi evidentissimi cristalli dal colore giallo possono ricordare dei capelli biondo ramati, il colore della chioma con cui viene tradizionalmente rappresentata appunto la dea Venere.

Altre tipologie di quarzo dalla struttura fibrosa possono presentare altri tipi di inclusioni, come l’occhio di falco il cui nome è dovuto al fenomeno ottico del gatteggiamento, causato in questo caso dall’intrusione di fibre di crocidolite azzurra, per cui sulla superficie della gemma si osserva una banda di luce riflessa e diffusa che ricorda il taglio verticale delle pupille degli occhi del suddetto animale. Tutte le varietà sopracitate appartengono al gruppo dei macrocristalli. La struttura microcristallina, appartiene, ad esempio, al calcedonio, a sua volta suddiviso in alcune varietà come la corniola (nome forse dovuto alla similitudine con il colore della bacca del corniolo), la sarda (nome derivante da “Sardi”, una città della Lidia da cui proveniva) e l’agata (il cui nome forse deriva da un fiume della Sicilia, l’Achátes, caratterizzato da bande curve e concentriche).

Il quarzo viene usato anche nel campo tecnologico avanzato, ad esempio per fabbricare oscillatori, generatori di ultrasuoni e stabilizzatori di frequenze, lampadine, prismi e lenti per la spettrografia, ma viene anche impiegato nella produzione di rivestimenti, di pavimentazioni, di vetri, di refrattari, di abrasivi e per produrre componenti nella meccanica di precisione (in genere con supporti in agata) . Naturalmente è noto il suo impiego in gioielleria e nella creazione di oggetti ornamentali. Il quarzo viene inoltre utilizzato nell’industria degli orologi. Il primo orologio al quarzo risale al 1928 ad opera di J. W. Horton e W. A. Morrison (Stati Uniti). Come spesso accade nel campo della tecnologia, questi primi apparecchi erano molto ingombranti, costosi ed inaffidabili. Successivi perfezionamenti hanno portato alla realizzazione dei primi orologi portatili al quarzo nel corso degli anni sessanta, mentre il primo orologio da polso con display digitale (a LED) è entrato in commercio solo nel 1971. Attualmente gli orologi cosiddetti al quarzo sono basati sulla presenza di un oscillatore di tipo ceramico estremamente economico la cui precisione è superiore a quella dei movimenti meccanici. Oggigiorno il quarzo è presente in moltissimi altri apparecchi digitali.

Ricordiamo infine l’impiego dei cristalli di quarzo nella pratica di quella “medicina alternativa” che prende il nome di cristalloterapia.

Questo minerale, emblema della bellezza della natura, fa riflettere ancora una volta su quante risorse la Terra offra all’uomo, a quanto rispetto dobbiamo al nostro Pianeta e a quanto impegno dovremmo mettere per preservarlo nel migliore modo possibile.

Giulia Cesarini Argiroffo

Bibliografia:
Charline, E. (2013), 50 Minerali che hanno cambiato il corso della Storia, Roma, Ricca Editore.
Giordano, P. (1996), Minerali e gemme, Novara, De Agostini.
Mottana, A., Crespi R., Liborio G. (1977), Minerali e rocce, Milano, Mondadori.
Schumann, W. (2004), Guida alle gemme del mondo, Bologna, Zanichelli.