Breve historia da cristalografía (I): Protociencia, do «Homo erectus» a Linné

[Esta é unha tradución adaptada do artigo orixinal de 15 de novembro de 2013 Breve historia de la cristalografía: (I) Protociencia, del “Homo erectus” a Linneo, de César Tomé López, que pode lerse nesta ligazón.]

imagen-1

De poucas ciencias pode afirmarse que teñan unha orixe anterior á mesma especie humana. A fascinación que exercen os cristais xa levou os antecesores do Homo sapiens a recollelos, conservalos e empregalos como ferramentas. Este é o caso dos cristais de cuarzo que se atoparon entre ósos de Homo erectus pekinensis de entre 250 000 e 700 000 anos de antigüidade e utensilios de pedra escavados na cova de Zhoukoudian (China). Porén, é curioso que algúns destes cristais non amosen signos de seren usados e poderían ter algunha outra función, posiblemente decorativa ou cerimonial. Ocorre o mesmo cos seis cristais de cuarzo non utilitarios atopados en Singi Talav (preto de Didwana, no deserto de Thar, Rajasthan, India) nunha capa arqueolóxica ocupada por Homo erectus hai entre 150 000 e 300 000 anos.

imagen-2

É comprensible que a beldade dalgúns espécimes minerais cristalinos atraese a atención dos nosos antepasados e que, só por esta razón, os recolleran como obxectos preciosos. De aí a que adquirisen un valor alén do utilitario había un paso; xa hai constancia dun emprego ornamental polos antigos sumerios, exipcios, chineses e maias. O seguinte paso, o máxico-relixioso, foi case contemporáneo e viuse reflectido mesmo nos libros sagrados. Efectivamente, só o Antigo Testamento, por exemplo, xa recolle 23 minerais de uso ornamental ou litúrxico:

Levará engastadas catro ringleiras de pedras. Na primeira unha sardónica, un topacio e unha esmeralda; na segunda un rubí, un zafiro e un xaspe; na terceira un ópalo, unha ágata e unha ametista; e na cuarta un crisólito, un ónix e un berilo. Estarán todas nas súas ringleiras, engastadas en ouro. [Éx 28:17-20, repítese en Éx 39:10-13]

Ti vives no Edén, o xardín de Deus, toda sorte de pedras preciosas son o teu valo: cornalina, topacio, augamariña, crisólito, berilo e ónix; zafiro, rubí e esmeralda, e o ouro que hai en ti é por causa da túa fermosura, e do teu esplendor; foi preparado para ti o día que fuches creado. [Ez 28:13]

Porque reconstruirá Xerusalén e nela o seu templo polos séculos. Feliz de min, se queda alguén da miña raza para ver a túa gloria e celebrar o Rei do ceo. As portas de Xerusalén serán reconstruídas con zafiros e esmeraldas e todos os seus muros con pedras preciosas. As torres de Xerusalén serán edificadas con ouro e os seus baluartes con ouro fino. As rúas de Xerusalén serán pavimentadas con rubís e pedras de Ufir. [Tob 13:17]

A palabra «cristal» vén do grego clásico krýstallos, que designaba tanto os carambelos de xeo como o cristal de rocha (cuarzo) e, por extensión, calquera sólido transparente, e esta de krýos, carazo. Os gregos crían que o cristal de rocha era xeo moi conxelado, algo que debería semellarlle absurdo a calquera que o tocase e se decatase de que non estaba frío. Pero o coñecemento antigo era pouco experimental e esta crenza mantívose durante toda a Idade Antiga, a Idade Media e o Renacemento. A proba que se daba era que, segundo se dicía, existían pequenas gotiñas de auga dentro dos fragmentos de cristal de rocha. Esta invención era un lugar tan común que mesmo os poetas como Claudio Claudiano lle dedicaban sinceros epigramas.

imagen-4

Outro exemplo das consecuencias da repetición e comentario de textos anteriores e a falla de interese pola experimentación entre filósofos e escolásticos é que Caio Plinio Segundo (coñecido como Plinio o Vello), do que falaremos algo máis nun momento, afirmaba que existían montañas de imáns nas cales unha persoa que levase botas con cravos de ferro quedaría atascada e tamén outras de imáns invertidos que repelían o ferro e onde unha persoa con estas botas non podía pisar. Ademais menciona que un imán perde as súas propiedades se se freta cun allo. Este «feito» creuse cos ollos cerrados ata últimos do século xvi, máis de 1500 anos despois de Plinio, cando a William Gilbert se lle ocorreu facer o experimento e informar daquilo en De magnete, magneticisque corporibus, et de magno magnete Tellure («Sobre os imáns, os corpos magnéticos e o grande imán da Terra») en 1600.

Non debería estrañarnos, pois, que os conceptos de «cristal» e «mineral» fosen bastante vagos antes de 1500 e que as fontes que os mencionan sexan moi escasas. Apuntaremos algunhas das máis importantes.

Tito Lucrecio Caro, na súa obra mestra De rerum natura (publicada no século i a. de C.), presenta os principios do atomismo e lista algúns sólidos ordenados segundo a súa dureza: diamante, cuarzo (corindón), ferro e bronce. O que aínda é máis interesante: liga as súas propiedades coa súa composición atómica.

Lucrecio propuxo tamén no libro ii de De rerum natura, aínda que fose dun xeito moi esquemático, un mecanismo para o crecemento dos cristais, se ben non os mencionaba explicitamente: os corpos crecen cando moitos átomos se adhiren a eles e diminúen cando os átomos se separan deles.

Cuál es el movimiento con que engendran / y a los cuerpos destruyen los principios / de la materia, y cuál es el impulso / y cuál la rapidez que hace que vuelen / por el espacio inmenso sin descanso.

Porque seguramente la materia / no es una masa inmóvil, pues que vemos / disminuirse un cuerpo, y de continuo / manando, se consumen a la larga / y el tiempo nos los roba de la vista; / se conserva sin pérdidas la suma: / empobreciendo un cuerpo, los principios / van a enriquecer otro, y envejecen / los unos para que otros reflorezcan; / ni en un sitio se paran; de este modo / el universo se renueva siempre.

[Tradución ao castelán de José Marchena (1768–1821).]

Plinio, pese ao que diciamos máis arriba, ofreceu algúns indicios de protocristalografía e protomineraloxía na súa obra máis importante: Naturalis historia (publicada pouco antes do ano 77 d. de C.). Plinio aparece fascinado polas caras perfectamente planas e lisas do cuarzo e describe catro pedras preciosas cuxos cristais se atopan habitualmente na natureza: o cuarzo (crystallus), a pedra arco iris (iris, probablemente cuarzo con impurezas), o diamante (adamas) e o berilo (smaragdus, do grego smáragdos, «xema verde»; a esmeralda, un berilo verde, deriva o seu nome de aquí). Os cristais descríbense como «hexagonais» (sexangula figura) e «hexaédricos» (sexangulus laterbius) pero non existe o nome nin o concepto de «cristal».

imagen-3

Outra referencia interesante de Plinio está na descrición das xanelas e invernadoiros das casas ricas de Roma, cubertos con cristais de lapis specularis, unha forma deshidratada do sulfato de calcio (xeso), debido á súa transparencia (estritamente é translúcido), tamaño (ata un metro) e á súa forma plana.

imagen-5

A información mineralóxica contida na Naturalis historia de Plinio foi preservada e algo mellorada no libro xvi De lapidibus et metallis («Sobre as pedras e os metais») das Etymologiæ (publicadas arredor de 630) de Isidoro de Sevilla. E tamén está recollida no Lapidario, tratado fundamentalmente astrolóxico mandado escribir por Alfonso X de Castela e publicado arredor de 1250. E pouco máis hai ata mediados do século xvi.

imagen-6En efecto, as meirandes contribucións á cristalografía desde Plinio case aparecen asemade en termos históricos: referímonos ao De la pirotechnia de Vannoccio Biringuccio (1540) e ao De re metallica de Georg Pawer (máis coñecido polo seu nome latinizado, Georgius Agricola), publicado en 1556.

Biringuccio achega descricións precisas de moitos cristais en De la pirotechnia, ademais de corroborar a fascinación habitual coa súa perfección. Deste xeito, os cristais de alume son «cadrados grosos con fermosas esquinas que semellan grandes diamantes» e os de pirita son «pequenos cubos […] tan ben cadrados que ningún debuxante podería debuxar as súas esquinas con meirande precisión ou mellor con calquera tipo de aparello». Tamén dá detalles de como pode usarse a cristalización para a purificación de menas minerais como o vitríolo verde (FeSO4 · n H2O) e o alume.

Porén, nin sequera este intelixente observador da natureza e amante da tecnoloxía, que critica os «alquimistas» e outros «filósofos» que escriben a partir de libros en vez da experiencia, pode resistir a tentación ao falar das pedras preciosas, ás cales atribúe propiedades fantásticas: que o rubí neutraliza os velenos e purifica «o aire corrompido por un vapor pestilente», que os diamantes tornan crebadizos ao manchalos con sangue de chibo ou que as esmeraldas se atopan nos niños dos grifóns e protexen contra a epilepsia, pero «rompen en moitos lugares se se levan durante o coito».

Analogamente, o texto de Agricola, xeralmente moi coidadoso coas cuestións técnicas e influente ata o século xvii, mantén moitas das vellas crenzas herdadas, como a capacidade do allo de desmagnetizar a magnetita.

imagen-7

Aínda que lle poida estrañar a alguén, esta breve exposición da cristalografía como protociencia non quedaría completa se non mencionásemos o que é considerado, por todo o demais, un científico de pleno dereito, un dos pais da bioloxía, Carl Nilsson Linnæus. Ao lermos o que segue, teñamos en conta que Linné foi contemporáneo (últimos do xviii) de Jean-Baptiste Romé de l’Isle, un dos pais da cristalografía moderna.

Linné, do mesmo xeito que o fixo coas plantas e cos animais na súa obra mestra, Systema naturæ, dividiu os minerais en clases, ordes, familias e xéneros, e a cada mineral deulle dous nomes de xeito análogo ao que hoxe chamamos comunmente «nome científico» (taxons ou nomenclatura binominal) de plantas e animais. Neste sistema existían tres clases de minerais: Petrae (rochas), Minerae (minerais) e Fossilia (escavados). A maioría dos materiais macrocristalinos clasificounos como Minerae e dividiunos en Salia (sales, os máis dos cristais transparentes), Sulphura (xofres, incluíndo o ámbar, os aceites e mais os sulfuros) e Mercuralia (mercúricos, os metais). A clasificación de Linné non tiña en consideración nin a composición química nin as regras cristalográficas que xa se coñecían daquela. Ademais Linné aínda reflectía na súa obra a idea de Johannes Duns Scotus de que os cristais están vivos xa que, igual ca as plantas, crecen a partir dunha semente e morren cando se disolven ou se funden.

Puramente, Systema naturæ podería considerarse unha curiosidade protocristalográfica máis, se non fose por un feito fortuíto: foi o libro que espertou o interese pola mineraloxía en René Just Haüy, e dos froitos dese interese falaremos amplamente no seu momento.

[O seguinte artigo da serie é Breve historia da cristalografía (II): As rochas con lingua e a urina de Hooke.]


Sobre o autor: César Tomé López (@EDocet) é químico e divulgador científico, autor de Experientia docet e editor xefe do Cuaderno de cultura científica e de Mapping Ignorance.

Advertisements

Deixar unha resposta

introduce os teu datos ou preme nunha das iconas:

Logotipo de WordPress.com

Estás a comentar desde a túa conta de WordPress.com. Sair / Cambiar )

Twitter picture

Estás a comentar desde a túa conta de Twitter. Sair / Cambiar )

Facebook photo

Estás a comentar desde a túa conta de Facebook. Sair / Cambiar )

Google+ photo

Estás a comentar desde a túa conta de Google+. Sair / Cambiar )

Conectando a %s