Historia de la mineralogía

Los primeros escritos sobre mineralogía, especialmente sobre piedras preciosas, provienen de la antigua Babilonia, el antiguo mundo grecorromano, la China antigua y medieval y los textos sánscritos de la antigua India. Los libros sobre el tema incluyen la Naturalis Historia de Plinio el Viejo, que no solo describe muchos minerales diferentes, sino que también explica muchas de sus propiedades. El especialista en el Renacimiento alemán Georgius Agricola escribió obras como De re metallica (Sobre los metales, 1556) y De Natura Fossilium (Sobre la naturaleza de las rocas, 1546) que iniciaron el acercamiento científico al tema. Estudios científicos sistemáticos de minerales y rocas desarrollados en la Europa posrenacentista.El estudio moderno de la mineralogía se basó en los principios de la cristalografía y el estudio microscópico de secciones de rocas con la invención del microscopio en el siglo XVII.

Europa y Medio Oriente

Los antiguos escritores griegos Aristóteles (384-322 a. C.) y Teofrasto (370-285 a. C.) fueron los primeros en la tradición occidental en escribir sobre minerales y sus propiedades, así como explicaciones metafísicas para ellos. El filósofo griego Aristóteles escribió su Meteorologica, y en ella teorizó que todas las sustancias conocidas estaban compuestas de agua, aire, tierra y fuego, con las propiedades de sequedad, humedad, calor y frío. El filósofo y botánico griego Teofrasto escribió su De Mineralibus, que aceptaba el punto de vista de Aristóteles y dividía los minerales en dos categorías: los afectados por el calor y los afectados por la humedad.

La teoría metafísica de la emanación y la exhalación (anathumiaseis) de Aristóteles incluía especulaciones tempranas sobre las ciencias de la tierra, incluida la mineralogía. Según su teoría, mientras se suponía que los metales se congelaban por medio de la exhalación húmeda, la exhalación gaseosa seca (pneumatodestera) era la causa material eficiente de los minerales que se encuentran en el suelo de la Tierra. Postuló estas ideas usando los ejemplos de humedad en la superficie de la tierra (un vapor húmedo 'potencialmente como agua'), mientras que el otro era de la tierra misma, perteneciente a los atributos de calor, seco, humeante y altamente combustible. ('potencialmente como fuego').La teoría metafísica de Aristóteles desde la antigüedad tuvo una amplia influencia en una teoría similar que se encuentra en la Europa medieval posterior, como señala el historiador Berthelot:

La teoría de las exhalaciones fue el punto de partida de ideas posteriores sobre la generación de metales en la tierra, que encontramos con Proclo, y que reinaron durante toda la Edad Media.

La antigua terminología griega de los minerales también se ha mantenido a lo largo de los siglos con un uso generalizado en los tiempos modernos. Por ejemplo, la palabra griega asbesto (que significa 'inextinguible' o 'inextinguible'), para el mineral inusual conocido hoy en día que contiene una estructura fibrosa. Los historiadores antiguos Estrabón (63 a. C.-19 d. C.) y Plinio el Viejo (23-79 d. C.) escribieron sobre el asbesto, sus cualidades y sus orígenes, con la creencia helenística de que era un tipo de vegetal. Plinio el Viejo lo enumeró como un mineral común en la India, mientras que el historiador Yu Huan (239-265 d. C.) de China enumeró esta 'tela ignífuga' como un producto de la antigua Roma o Arabia (chino: Daqin).Aunque la documentación de estos minerales en la antigüedad no se ajusta a la forma de clasificación científica moderna, hubo, no obstante, un extenso trabajo escrito sobre la mineralogía temprana.

Plinio el Viejo

Por ejemplo, Plinio dedicó cinco volúmenes completos de su obra Naturalis Historia (77 dC) a la clasificación de "tierras, metales, piedras y gemas". No solo describe muchos minerales desconocidos para Teofrasto, sino que analiza sus aplicaciones y propiedades. Él es el primero en reconocer correctamente el origen del ámbar, por ejemplo, como el remanente fosilizado de resina de árbol a partir de la observación de insectos atrapados en algunas muestras. Sentó las bases de la cristalografía al discutir el hábito de los cristales, especialmente la forma octaédrica del diamante. Su discusión sobre los métodos de minería no tiene rival en el mundo antiguo e incluye, por ejemplo, el relato de un testigo presencial sobre la extracción de oro en el norte de España, un relato que está totalmente confirmado por la investigación moderna.

Sin embargo, antes de los trabajos fundacionales más definitivos sobre mineralogía en el siglo XVI, los antiguos reconocían no más de aproximadamente 350 minerales para enumerar y describir.

Jabir y Avicena

Los alquimistas islámicos propusieron la teoría del azufre-mercurio de los metales, una teoría que se encuentra por primera vez en Sirr al-khalīqa (El secreto de la creación, c. 750–850) de pseudo-Apolonio de Tyana y en los escritos árabes atribuidos a Jābir ibn Ḥayyān (escrito c. 850-950). Seguiría siendo la base de todas las teorías de composición metálica hasta el siglo XVIII.

Con filósofos como Proclo, la teoría del neoplatonismo también se extendió al mundo islámico durante la Edad Media, proporcionando una base para las ideas metafísicas sobre la mineralogía también en el Medio Oriente medieval. Los científicos islámicos medievales también ampliaron esto, incluido el científico persa Ibn Sina (ابوعلى سينا/پورسينا) (980-1037 d. C.), también conocido como Avicena, quien rechazó la alquimia y la noción anterior de la metafísica griega de que los elementos metálicos y otros podrían ser transformados unos en otros. Sin embargo, lo que era en gran parte exacto de las ideas metafísicas de la antigua Grecia y la Edad Media sobre la mineralogía era el lento cambio químico en la composición de la corteza terrestre.

Georgius Agricola, 'Padre de la Mineralogía'

A principios del siglo XVI d.C., los escritos del científico alemán Georg Bauer, de seudónimo Georgius Agricola (1494-1555 d.C.), en su Bermannus, sive de re metallica dialogus (1530) se considera el establecimiento oficial de la mineralogía en el sentido moderno de su estudio. Escribió el tratado mientras trabajaba como médico de la ciudad y hacía observaciones en Joachimsthal, que entonces era un centro para las industrias de minería y fundición metalúrgica. En 1544, publicó su obra escrita De ortu et causis subterraneorum, que se considera la obra fundacional de la geología física moderna. En él (al igual que Ibn Sina) criticó fuertemente las teorías establecidas por los antiguos griegos como Aristóteles. Su trabajo sobre mineralogía y metalurgia continuó con la publicación deDe veteribus et novis metallis en 1546, y culminó en sus obras más conocidas, De re metallica de 1556. Fue un trabajo impresionante que describía las aplicaciones de la minería, el refinado y la fundición de metales, junto con debates sobre geología de cuerpos minerales, agrimensura, minería construcción y ventilación. Elogia a Plinio el Viejo por su trabajo pionero Naturalis Historia y hace extensas referencias a su discusión sobre minerales y métodos de extracción. Durante los dos siglos siguientes, esta obra escrita siguió siendo el texto autorizado sobre la minería en Europa.

Agricola tenía muchas teorías sobre mineralogía basadas en la observación empírica, incluida la comprensión del concepto de canales de mineral que se formaron por la circulación de aguas subterráneas ('succi') en fisuras posteriores a la deposición de las rocas circundantes. Como se señalará más adelante, los chinos medievales también tenían concepciones previas de esto.

Por sus obras, Agricola es conocido póstumamente como el "Padre de la Mineralogía".

Después del trabajo fundacional escrito por Agricola, la comunidad científica está ampliamente de acuerdo en que Gemmarum et Lapidum Historia de Anselmus de Boodt (1550-1632) de Brujas es el primer trabajo definitivo de la mineralogía moderna. El químico minero alemán JF Henckel escribió su Flora Saturnisans de 1760, que fue el primer tratado en Europa que se ocupó de los minerales geobotánicos, aunque los chinos lo mencionaron en tratados anteriores de 1421 y 1664. Además, el escritor chino Du Wan dejó claro referencias a los procesos de meteorización y erosión en su Yun Lin Shi Pu de 1133, mucho antes del trabajo de Agricola de 1546.

China y el Lejano Oriente

En la antigua China, la lista literaria más antigua de minerales se remonta al menos al siglo IV a. C., y el libro Ji Ni Zi enumera veinticuatro de ellos. Las ideas chinas sobre la mineralogía metafísica se remontan al menos a la antigua dinastía Han (202 a. C.-220 d. C.). A partir del texto del siglo II a. C. del Huai Nan Zi, los chinos utilizaron términos ideológicos taoístas para describir la meteorología, las precipitaciones, los diferentes tipos de minerales, la metalurgia y la alquimia. Aunque la comprensión de estos conceptos en la época Han era de naturaleza taoísta, las teorías propuestas eran similares a la teoría aristotélica de las exhalaciones mineralógicas (mencionada anteriormente).Hacia el 122 a. C., los chinos habían formulado así la teoría de la metamorfosis de los minerales, aunque historiadores como Dubs señalan que la tradición de la doctrina alquímico-mineralógica china se remonta a la Escuela de Naturalistas encabezada por el filósofo Zou Yan (305 a. C. –240 a.C.). Dentro de las amplias categorías de rocas y piedras (shi) y metales y aleaciones (jin), en la época Han los chinos tenían cientos (si no miles) de tipos de piedras y minerales enumerados, junto con teorías sobre cómo se formaron.

En el siglo V d. C., el príncipe Qian Ping Wang de la dinastía Liu Song escribió en la enciclopedia Tai-ping Yu Lan (circa 444 d. C., del libro perdido Dian Shu, o Gestión de todas las técnicas):

Las cosas más preciosas del mundo se almacenan en las regiones más internas de todos. Por ejemplo, está el oropimente. Después de mil años se transforma en rejalgar. Después de otros mil años el rejalgar se transforma en oro amarillo.

En la China antigua y medieval, la mineralogía se vinculó firmemente a las observaciones empíricas en farmacia y medicina. Por ejemplo, el famoso relojero e ingeniero mecánico Su Song (1020–1101 d. C.) de la dinastía Song (960–1279 d. C.) escribió sobre mineralogía y farmacología en su Ben Cao Tu Jing de 1070. En él creó un enfoque sistemático para enumerar varios minerales diferentes y su uso en brebajes medicinales, como todas las diversas formas conocidas de mica que podrían usarse para curar diversos males a través de la digestión. Su Song también escribió sobre la fractura subconcoidea del cinabrio nativo, signos de yacimientos de minerales y proporcionó una descripción en forma de cristal.De manera similar a los canales de mineral formados por la circulación de agua subterránea mencionada anteriormente con el científico alemán Agricola, Su Song hizo declaraciones similares sobre el carbonato de cobre, al igual que el anterior Ri Hua Ben Cao de 970 dC con sulfato de cobre.

El científico de la dinastía Yuan, Zhang Si-xiao (fallecido en 1332 d. C.), proporcionó un tratado innovador sobre la concepción de los yacimientos de minerales a partir de la circulación de las aguas subterráneas y las fisuras de las rocas, dos siglos antes de que Georgius Agricola llegara a conclusiones similares. En su Suo-Nan Wen Ji, aplica esta teoría al describir la deposición de minerales por evaporación (o precipitación) de las aguas subterráneas en los canales de mineral.

Además de la teoría alquímica planteada anteriormente, escritores chinos posteriores como el médico de la dinastía Ming Li Shizhen (1518-1593 d. C.) escribieron sobre mineralogía en términos similares a la teoría metafísica de Aristóteles, como escribió este último en su tratado farmacéutico Běncǎo Gāngmù (本草綱目, Compendio de Materia Médica, 1596). Otra figura de la era Ming, el famoso geógrafo Xu Xiake (1587-1641) escribió sobre lechos minerales y esquistos de mica en su tratado. Sin embargo, mientras que la literatura europea sobre mineralogía se volvió amplia y variada, los escritores de las dinastías Ming y Qing escribieron poco sobre el tema (incluso en comparación con los chinos de la era Song anterior). Las únicas otras obras de estas dos épocas que vale la pena mencionar fueron el Shi Pin(Jerarquía de piedras) de Yu Jun en 1617, Guai Shi Lu (Rocas extrañas) de Song Luo en 1665 y Guan Shi Lu (Al mirar las piedras) en 1668. Sin embargo, una figura de la era Song que vale la pena mencionar sobre todo a Shen Kuo.

Teorías de Shen Kuo

El estadista y científico de la dinastía Song china medieval Shen Kuo (1031-1095 dC) escribió sobre su teoría de la formación de la tierra que involucra conceptos de mineralogía. En su Meng Xi Bi Tan (梦溪笔谈; Dream Pool Essays, 1088), Shen formuló una hipótesis para el proceso de formación de la tierra (geomorfología); basado en su observación de conchas marinas fósiles en un estrato geológico en las montañas Taihang a cientos de millas del Océano Pacífico. Infirió que la tierra se formó por la erosión de las montañas y por la deposición de limo, y describió la erosión, la sedimentación y el levantamiento del suelo. En un trabajo anterior suyo (alrededor de 1080), escribió sobre un curioso fósil de una criatura marina que se encontró tierra adentro. También es de interés notar que el autor contemporáneo delXi Chi Cong Yu atribuyó la idea de lugares particulares bajo el mar donde se petrificaron serpientes y cangrejos a Wang Jinchen. Con la escritura de Shen Kuo sobre el descubrimiento de fósiles, formuló una hipótesis para el cambio de climas geográficos a lo largo del tiempo. Esto se debió a cientos de bambúes petrificados que se encontraron bajo tierra en el clima seco del norte de China, una vez que un enorme deslizamiento de tierra en la orilla de un río los reveló. Shen teorizó que en tiempos prehistóricos, el clima de Yanzhou debe haber sido muy lluvioso y húmedo como el sur de China, donde los bambúes son aptos para crecer.

De manera similar, el historiador Joseph Needham comparó el relato de Shen con el científico escocés Roderick Murchison (1792–1871), quien se inspiró para convertirse en geólogo después de observar un deslizamiento de tierra providencial. Además, la descripción de Shen de la deposición sedimentaria es anterior a la de James Hutton, quien escribió su innovador trabajo en 1802 (considerado el fundamento de la geología moderna). El influyente filósofo Zhu Xi (1130-1200) también escribió sobre este curioso fenómeno natural de los fósiles, y se sabe que leyó las obras de Shen Kuo. En comparación, la primera mención de fósiles encontrados en Occidente se hizo casi dos siglos después con Luis IX de Francia en 1253 d. C., quien descubrió fósiles de animales marinos (como se registra en los registros de Joinville de 1309 d. C.).

America

Quizás el texto de mineralogía más influyente en los siglos XIX y XX fue el Manual de Mineralogía de James Dwight Dana, profesor de Yale, publicado por primera vez en 1848. La cuarta edición se tituló Manual de Mineralogía y Litología (ed. 4, 1887). Se convirtió en un texto universitario estándar y ha sido revisado y actualizado continuamente por una sucesión de editores, incluidos WE Ford (13.ª y 14.ª eds., 1912–1929), Cornelius S. Hurlbut (15.ª y 21.ª eds., 1941–1999), ya partir del 22 por Cornelis Klein. La 23ª edición ya está impresa con el título Manual of Mineral Science (Manual of Mineralogy) (2007), revisada por Cornelis Klein y Barbara Dutrow.

Igualmente influyente fue el Sistema de Mineralogía de Dana, publicado por primera vez en 1837, que ha sido constantemente actualizado y revisado. La sexta edición (1892) siendo editada por su hijo Edward Salisbury Dana. Se publicó una séptima edición en 1944, y la octava edición se publicó en 1997 con el título Dana's New Mineralogy: The System of Mineralogy of James Dwight Dana and Edward Salisbury Dana, editado por RV Gaines et al.