Come si formano gli zaffiri? Un nuovo studio trova indizi nella furia vulcanica
Gli zaffiri , come molte altre gemme preziose , si formano nelle profondità della crosta terrestre , sottoposti a pressioni immense e temperature elevate . La composizione principale dei zaffiri è l’ ossido di alluminio (corindone), arricchito da una serie di elementi in traccia quali ferro, titanio, cobalto, piombo, cromo, vanadio, magnesio, boro e silicio.
Il caratteristico colore blu degli zaffiri deriva dalla presenza di ferro e titanio. Questi elementi, interagendo con la struttura cristallina del minerale, assorbono alcune lunghezze d’onda della luce, in particolare quelle rosse e gialle. Di conseguenza, la luce riflessa che percepiamo è prevalentemente blu, conferendo agli zaffiri il loro noto colore ultramarino . Al contrario, i rubini , anch’essi una forma di corindone, devono il loro colore rosso a concentrazioni più elevate di un’altra impurità: il cromo.
La formazione di questi cristalli è il risultato di un processo naturale complesso che coinvolge antiche rocce vulcaniche, caratterizzate da bassi livelli di biossido di silicio ma ricche di sodio e potassio.
Uno studio recente condotto dall’Università di Heidelberg ha portato nuove comprensioni su questo processo. Gli scienziati hanno analizzato 223 zaffiri trovati nella catena montuosa dell’Eifel, in Germania occidentale, una regione vulcanica dove il magma proveniente dal manto terrestre ha penetrato la crosta per quasi 700.000 anni.
Mentre alcuni zaffiri sono stati scoperti in campioni di roccia raccolti dai depositi vulcanici della regione, la maggior parte è stata trovata nei sedimenti fluviali, dimostrando la loro notevole resistenza all’erosione . Sebastian Schmidt, che ha condotto lo studio come parte del suo master all’Università di Heidelberg, ha spiegato che, similmente all’oro, gli zaffiri resistono molto bene agli agenti atmosferici. Nel corso del tempo, i granuli vengono erosi dalla roccia e depositati nei fiumi, dove, a causa della loro alta densità, possono essere facilmente separati dai componenti sedimentari più leggeri.
L’ origine degli zaffiri è stata tracciata utilizzando analisi degli isotopi di ossigeno e degli elementi in traccia, rivelando che la loro formazione è avvenuta contemporaneamente all’inizio del vulcanismo nella regione. Le analisi suggeriscono che gli zaffiri non sono rimasti a temperature superiori ai 900°C per lunghi periodi, contrariamente a quanto si pensava in precedenza, ovvero che si formassero nel manto o nella crosta inferiore.
Alcuni zaffiri hanno acquisito la loro firma isotopica da fusioni del manto che si sono mescolate con rocce crostali riscaldate e parzialmente fuse, trovate a profondità di circa 5-7 chilometri. Altri zaffiri si sono formati quando le fusioni sotterranee sono entrate in contatto con le pareti rocciose circostanti, inducendo queste ultime a produrre zaffiri.
In conclusione, nel processo di cristallizzazione dello zaffiro nell’Eifel, hanno giocato un ruolo sia i processi magmatici che metamorfici , nei quali le variazioni di temperatura hanno modificato la roccia originaria. Questi risultati sono stati pubblicati sulla rivista Contributions to Mineralogy and Petrology.