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Quarzo: abbondante, utile, magico


Vi siete mai domandati quale sia la storia più vecchia che l'uomo sia capace di leggere? Io me ne sono reso conto quando mi sono ritrovato a girare per gli scaffali e le vetrine di un negozio. Non si trattava, come si potrebbe essere indotti a pensare, di una libreria, ma di un negozio di minerali e la storia di cui sto parlando è quella del nostro pianeta. Parliamo di una storia che inizia oltre quattro miliardi di anni fa, se consideriamo solo la nostra splendida e azzurra sfera galattica, ancora più vecchia se consideriamo che tutto ciò di cui essa è fatta è vecchio di più di 15 miliardi di anni. Ma non divaghiamo e manteniamoci, è proprio il caso di dirlo, con i piedi per terra. Questo gigantesco libro, alto circa 40 chilometri considerando la sola crosta terrestre, è stato scritto unendo fra loro i “planetesimi” (oggetti rocciosi generati alla nascita del nostro Sistema Solare), a cui si sono aggiunti nel corso degli anni polveri cosmiche, meteore, meteoriti e comete che con il tempo si sono abbattute sulla superficie del nostro pianeta a causa dell'attrazione gravitazionale che esso esercita.
Il calore generato da diverse fonti (radiazioni sia cosmiche che degli atomi formanti i planetesimi, oltre che all'energia che si generava per effetto degli impatti) tenne per lungo tempo l'intera massa della Terra in uno stato viscoso. Per effetto della gravità, il materiale più pesante si è portato verso il centro, originando l'attuale nucleo di ferro e nichel, mentre nello strato esterno sono rimasti tutti quei silicati di ferro e alluminio, che invece risultavano più leggeri. La condensazione dei gas che venivano emessi fece il resto del lavoro, generando nuovi composti chimici. La lenta trasformazione della crosta terrestre portò a quella che è la sua composizione attuale, in cui c'è una forte prevalenza di ossigeno e silicio (in totale il 75% degli elementi presenti), con i silicati (SiO2) a costituire da soli il 12% dell'intera massa. Se lo scrivere SiO2 vi dice poco, il nome comune con cui è conosciuto forse vi risulterà più familiare: parliamo di quarzo. È praticamente presente ovunque nella crosta terrestre, in uno strato spesso all'incirca una decina di chilometri, disperso in rocce cristalline, metamorfiche, sedimentarie e nelle sabbie che si originano attraverso la loro erosione. I principali giacimenti si trovano disseminati su tutto il globo: Sud-America (Brasile e Uruguay), Nord-Americano (Canada, USA e Messico), Africa, Asia (India), Europa (Germania e Russia).
Il termine “quarzo” si è originato a causa di un errore di traduzione: secondo fonti latine del XVI° secolo i tedeschi definivano le rocce ricche di quarzo come querz erz, ovvero “minerale che attraversa la roccia”. Nei testi italiani la parola querz fu tradotta letteralmente come quarzo, che venne quindi utilizzato per definire tale minerale. Ma il fatto di avergli dato un nome in un'epoca così recente non vuol dire che non fosse conosciuto già in passato. Ad esempio, la mitologia greca descrive la nascita di una varietà di quarzo nota come ametista, che prenderebbe il nome da una ninfa votata a Diana la quale, per sfuggire alla corte insistente di Bacco (e sopratutto per salvaguardarne la castità) venne trasformata in un cristallo di quarzo. Quando Bacco si rese conto (appena tornato sobrio) di ciò che era successo, diede a questo tipo di cristallo il colore violetto del vino. L'ametista con il tempo, anche grazie a questa origine divina, divenne un affermato simbolo di potere, prima fra i Romani e poi anche nella Chiesa Cattolica.
Non solo, dovete sapere che la parola cristallo, con cui veniva anche definito, ovvero Cristallo di Rocca, deriva dal greco (kristallos) e significa acqua gelata, ghiaccio, proprio a causa della sua trasparenza. Nell'antichità veniva infatti considerato come acqua ghiacciata così fredda da non potersi più ridisciogliere.
Ma il quarzo ha anche una grossa importanza nell'era moderna, essendo una importante fonte per la produzione del silicio utilizzato nell'industria elettronica.
La struttura cristallina del quarzo è tale da rendere questo minerale estremamente duro, arrivando al grado 7 della scala di Mohs (descrive i criteri di valutazione della durezza dei materiali, con un grado massimo di 10). La forma in cui siamo abituati a vederlo, definita anche “habitus", è paragonabile ad un prisma esagonale con ai vertici le facce di due romboedri disposte in modo tale da simulare una bipiramide esagonale.
Il numero di varietà differenti del cristallo di quarzo sono strettamente legate alla sua forte abbondanza nella crosta terrestre. Possiamo però dividerle tutte secondo un criterio legato alle dimensioni dei singoli cristalli: una varietà macrocristallina (cristalli individuali visibili ad occhio nudo) e una microcristallina (o criptocristallina, con cristalli visibili solo utilizzando elevati ingrandimenti). Un secondo criterio è legato alla microstruttura del minerale, cui segue un parametro legato al colore (quest'ultimo rappresenta il criterio storico secondo il quale i cristalli di quarzo venivano suddivisi).
Tutti i quarzi appartenenti alla varietà microcristallina vengono definiti calcedonio, di cui esistono diversi tipi (agata, onice, diaspro, ecc.), Famoso è il quarzo ialino (noto anche come cristallo di rocca), completamente trasparente e incolore. Curioso è il quarzo affumicato, dotato di una leggera colorazione marrone, la cui opacità è dovuta ai danni indotti alla struttura del reticolo cristallino da parte di una fonte di radiazioni.
Parliamo delle proprietà chimico fisiche di questo minerale. Innanzitutto, i cristalli di quarzo risultano essere piezoelettrici e piroelettrici (capacità di generare una differenza di potenziale quando subiscono, rispettivamente, una deformazione meccanica o una variazione di temperatura). Sono queste proprietà a rendere questi cristalli così utili nella costruzione di apparecchiature elettroniche e digitali. Per la sua struttura compatta ed estremamente resistente il quarzo viene utilizzato per la realizzazione di rivestimenti e pavimentazioni, mentre le proprietà ottiche (trasparenza ai raggi ultravioletti) lo rendono utile per la realizzazione di apparecchiature scientifiche che necessitano di specifiche caratteristiche (come gli spettrofotometri). Inoltre, viene impiegato per costruzione dei bulbi delle lampade alogene a causa della sua resistenza alle alte temperature. Naturalmente, è molto utilizzato anche in campo gemmologico, sia a scopo ornamentale che collezionistico. Ultimamente se ne fa largo uso anche per la cristalloterapia.

TRADIZIONE. Come detto prima, i Greci hanno dato il nome di ametista alla varietà di quarzo color violetto e lo portavano amuleto oppure lo ingerivano polverizzato credendo che preservasse dall'ubriachezza. Il cristallo di rocca veniva utilizzato come amuleto protettivo contro le emorragie , l'idropisia e il mal di denti. Inoltre, il motivo per cui a partire dal Medioevo si iniziò a utilizzarlo per la produzione di brocche e bicchieri era la credenza che fosse in grado di spegnere la sete. L'attribuzione di caratteristiche magiche lo rende anche largamente utilizzato a scopo scaramantico e curativo.

CURIOSITA'. Dato che i quarzi naturali sono molto spesso geminati (ovvero con strutture originate dall'unione di più cristalli disposti in maniera asimmetrica) e quindi spesso inutili ai fini della lavorazione industriale, la maggior parte del quarzo utilizzato in questo campo, come gli smeraldi sintetici per citare un esempio, è prodotto in una autoclave attraverso un processo idrotermale (metodo Spezia, dal nome del suo inventore). Praticamente, le alte temperature necessarie (330°C) per solubilizzare in acqua il quarzo vengono ottenute attraverso elevate condizioni di pressione, e il raffreddamento per la cristallizzazione (180°C) viene fatto utilizzando dei supporti ottenuti da sezioni orientate di cristallo naturale, orientate opportunamente.
I giradischi prodotti a metà del secolo scorso migliorarono la qualità del suono grazie alle proprietà piezoelettriche del quarzo che rivestiva la testina che trasformava la pressione della puntina in impulso elettrico che, dopo elaborazione, veniva inviato agli altoparlanti.

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