I minerali sono oggetti affascinanti per molte loro caratteristiche, prima fra tutte l’incredibile regolarità delle loro forme. Io sono un naturalista di formazione e non sarei affatto un buon naturalista se non li collezionassi! In effetti lo faccio fin da bambino e negli anni ho accumulato una collezione niente male, che ospita anche pezzi piuttosto interessanti, così ho pensato di trarre spunto da essi per scrivere qualche approfondimento mineralistico. Inauguriamo questa serie con un minerale caratterizzato da una proprietà ottica molto particolare: lo spato d’Islanda.
Cos’è un minerale?
Ma prima una piccolissima parentesi: cos’è esattamente un minerale? Il mio libro di mineralogia dà la seguente definizione:
Un minerale è un solido naturale con un elevato ordinamento a scala atomica e una definita (ma non fissa) composizione chimica. Si forma generalmente da processi inorganici.
Quindi in generale si tratta di un materiale la cui composizione chimica è ben definita. Oltre a questo ogni minerale cristallizza in forme ben precise, che derivano dalla struttura secondo la quale si organizzano atomi, molecole o ioni che li compongono. Tale struttura è chiamata reticolo cristallino. Esitono cristalli di molte forme, ma in generale si tratta sempre di poliedri regolari e simmetrici. Probabilmente è questa la caratteristica più sorprendente dei minerali: l’incredibile simmetria dei cristalli, che a volte non sembra naturale vista la perfezione delle forme, ma invece lo è.
La calcite ottica
In questa sede parleremo di un minerale molto paricolare chiamato spato d’Islanda o anche calcite ottica.
La calcite è formata da carbonato di calcio di formula CaCO3 ed è uno dei minerali più comuni in assoluto, specialmente nelle rocce di tipo sedimentario e metamorfico. Sono formati da calcite materiali di uso comune in edilizia come il marmo o il travertino, le stalattiti e le stalagmiti delle grotte carsiche e anche il calcare che ci affanniamo a rimuovere dai rubinetti.
I cristalli di cacite sono a forma di romboedri e quando sono particolarmente trasparenti mostrano una proprietà ottica particolare chiamata birifrangenza. Quando un raggio di luce attraversa un grande cristallo di spato viene diviso in due raggi distinti che seguono percorsi differenti all’interno del cristallo. L’effetto più spettacolare di questa proprietà è lo sdoppiamento dell’immagine, infatti posizionando un cristallo di spato sopra una scritta, l’osservatore la vedrà doppia. Ho preparato un breve video per mostrare questo fenomeno utilizzando un campione della mia collezione:
Utilizzando un cristallo di spato opportunamente preparato è possibile ottenere un prisma di Nicol, cioè un dispositivo ottico capace di polarizzare la luce. Tale luce può essere poi utilizzata per varie applicazioni, che vanno dai microscopi fino ai film in 3D.
Le pietre del Sole dei vichinghi
Secondo alcuni ricercatori, i popoli vichinghi usavano questi critalli per individuare il Sole e potersi così orientare in giornate caratterizzate da scarsa visibilità. Esistono infatti storie islandesi che si tramandano da secoli, nelle quali i navigatori vichinghi si orientavano usando delle “pietre del Sole” con le quali riuscivano a identificare la posizione della stella nel cielo. Non esistono prove certe, ma in effetti la calcite ottica si presta a un simile utilizzo ed è anche piuttosto comune in Islanda, patria dei vichinghi.
Anche se non ci sono prove concrete che le “pietre del Sole” fossero effettivamente la calcite ottica, si tratta comunque una storia affascinante. Specialmente perché ha un fondo di verità, dato che esiste una pietra che può essere effettivamente utilizzata come si suppone i vichinghi utilizzassero le “pietre del Sole”.
Informazioni sull'autore
