Durante il XIII secolo Alberto Magno riuscì ad isolare l’arsenico e ad identificarlo come metallo, per quanto il suo utilizzo risalisse a tempi ben più antichi: nell’ Età del Bronzo, l’arsenico veniva spesso incluso nella leghe a base di rame e stagno per renderle più dure.

Prima della corretta identificazione dell’arsenico come metallo, gli antichi utilizzavano soltanto quelli che vengono definiti i “sette metalli dell’antichità“: oro, argento, rame, stagno, piombo, ferro e mercurio.

Su questi metalli le civiltà antiche basarono la loro ricchezza economica, il loro successo in battaglia, le loro ipotesi sul mondo naturale e i loro prodotti per la cura della persona.

Le ragioni dell’impiego di solo 7 metalli tra tutto il ventaglio di elementi metallici disponibili oggi sono da ascrivere alle loro caratteristiche fisiche e alla loro reperibilità.

Punto di fusione

Con l’eccezione del ferro, il penultimo metallo ad essere sfruttato lungo la linea temporale della lavorazione dei metalli, tutti gli altri 6 metalli dell’antichità possedevano un basso punto di fusione.

Ci primi forni per la fusione dei metalli non riuscivano a raggiungere temperature sufficienti a fondere alcuni dei metalli conosciuti. Di fatto, il ferro non veniva fuso nel senso letterale del termine, ma reso “morbido” per poterlo lavorare con più facilità.

Il mercurio si trova raramente in stato nativo, molto più spesso all’interno di minerali come il cinabro, ma la sua bassissima temperatura di fusione (−38.829 °C) ne facilitava enormemente l’estrazione.

Stagno e piombo, dotati di punti di fusione molto bassi (rispettivamente 231 °C e 327 °C), potevano essere fusi utilizzando semplici forni alimentati da legna. Basta un accendino per fondere lo stagno, e la facilità di lavorazione del piombo lo resero uno dei metalli più utilizzati nell’antichità.

Argento e oro (il primo fonde a 961 °C, il secondo a 1064 °C) si trovano comunemente in forma nativa. Spesso l’oro non richiede la separazione da altri minerali per poter essere lavorato; l’argento invece si trova spesso sotto forma di galena, un mix di piombo e argento: la separazione dei metalli avveniva grazie ad un processo di separazione (coppellazione) basato sulle differenti temperature di fusione.

Anche il rame, con una temperatura di fusione di 1084 °C, si trova in forma nativa, ragione che lo portò ad essere impiegato dai nostri antenati migliaia di anni fa per realizzare asce (come quella di Ötzi), pugnali, scalpelli e tubature.

Per la lavorazione del ferro bisognerò tuttavia attendere l’evoluzione dei forni di fusione impiegati per gli altri metalli. Il ferro fonde a 1538 °C, una temperatura che fu raggiungibile solo utilizzando una combinazione di combustibili adatti (carbone), forni adeguati e una ventilazione costante in grado di massimizzare la produzione di calore.

Facilità di estrazione

Stagno, oro e argento si presentano comunemente anche in forma nativa, metallo puro non legato ad altri elementi. Lo stesso vale anche per il rame, ma si trova molto più abbondantemente all’interno di minerali come malachite e calcopirite.

Per separare il rame dai minerali che lo contengono occorre usare una fornace in grado di raggiungere almeno i 1089 °C. In passato tuttavia esistevano diversi depositi di rame nativo, come a Cipro e a Creta: poteva essere estratto semplicemente staccando pezzi di metallo dalla roccia.

Il mercurio può essere facilmente estratto dai composti che lo contengono scaldandoli a basse temperature: 500 °C sono sufficienti a separare questo metallo dal resto degli elementi.

Il piombo si trova spesso sotto forma di galena (solfuro di piombo), un minerale descritto da Plinio il Vecchio come “minerale di piombo”. E’ malleabile e fonde facilmente su carbone di legna producendo piccoe sfere di piombo.

La galena può contenere anche argento in percentuali variabili da 1 a 2%: in passato lo si estraeva semplicemente aggiungendo cenere d’ossa durante la combustione della galena per assorbire gli ossidi di piombo. Nell’antichità l’argento fu talvolta considerato più prezioso dell’oro e la galena rappresentò per secoli la principale fonte d’argento.

Rarità

Ad eccezione del ferro, uno dei metalli più diffusi in natura, gli altri sei metalli dell’antichità sono poco comuni o rari. Ma prima della scoperta delle modalità d’estrazione del ferro dai minerali che lo contengono, questo metallo era raro e l’unica fonte di ferro disponibile era quello di origine spaziale (ferro meteoritico).

Lo stagno, fondamentale per creare il bronzo, è un elemento relativamente raro nella crosta terrestre: 2 parti per milione (ppm) contro le 50.000 ppm del ferro, le 50 ppm del rame e le 14 ppm del piombo.

Le fonti di stagno erano rare nell’antichità, rarità che costrinse molti popoli produttori di bronzo ad istituire lunghe e complesse reti commerciali per estrarre la cassiterite (biossido di stagno), un minerale noto ai Greci (che chiamarono Cassiteridi alcune isole ricche di questo minerale) e citato da Plinio il Vecchio come principale fonte dello stagno utilizzato per la produzione del bronzo antico.

Il rame è l’ottavo metallo più abbondante sulla Terra. I suoi minerali sono presenti pressoché ovunque sul pianeta ed è facilmente riconoscibile nella sua forma nativa. Il rame è presente in oltre 160 minerali differenti, ma i più ricchi di questo metallo sono malachite, cuprite, calcopirite e crisocolla.

Il mercurio è un elemento estremamente raro nella crosta terrestre (circa 0,08 parti per milione). Dato che tende a non legarsi con moltissimi elementi che costituiscono la crosta terrestre, i minerali che lo contengono (come il cinabro) possono essere molto concentrati, con percentuali di mercurio fino al 2,5% della massa totale.

L’oro è un metallo relativamente raro (0,005 ppm nella crosta terrestre) che si manifesta prevalentemente in forma nativa principalmente sotto l’aspetto di piccole particelle, schegge o pepite incorporate in roccia come quarzo o pirite.

Anche l’argento è relativamente raro nella crosta terrestre (0,08 ppm) e si manifesta principalmente sotto forma di minerali come la galena. Essendo più reattivo dell’oro, si trova raramente in forma nativa, ragione per cui è stato considerato molto prezioso nei millenni passati: in Egitto veniva valutato più dell’oro fino al XV secolo a.C.

I sette metalli: facili da estrarre e da lavorare

Alla luce di queste informazioni, sembra evidente che la rarità dei metalli utilizzati nell’antichità non fosse un fattore così determinante per il loro impiego su larga scala quanto la loro facilità di manipolazione e il loro basso punto di fusione.

In assenza di analisi chimico-fisiche in grado di determinare l’esatta natura di un elemento, gli antichi contaminavano spesso i metalli che conoscevano con altri metalli a loro ignoti o semplicemente non identificati come tali: le contaminazioni volontarie e involontarie di arsenico nel bronzo antico furono frequenti, ma questo elemento non fu considerato un metallo fino a circa 700 anni fa.

La presenza in forma nativa di metalli come oro, argento e stagno semplificò sicuramente l’estrazione, ma ben presto i nostri antenati elaborarono metodi per estrarre i metalli che conoscevano dai minerali più comuni.

Di certo il basso punto di fusione aiutò nell’impresa: anche i forni utilizzati per la cottura della ceramica erano in grado di fondere metalli come stagno, piombo, mercurio, oro, argento e rame, aprendo il campo alla lavorazione dei metalli a qualunque civiltà conoscesse le tecniche di costruzione di forni efficienti.

Metals of antiquity
A Short History of Metals

Il tunnel, rimasto bloccato per circa 1.800 anni senza che nessuno sospettasse della sua esistenza, è connesso a tre camere segrete in cui furono deposti decine di migliaia di artefatti come offerta per gli dei, artefatti che comprendono sculture di pietra e cristalli a forma di bulbi oculari.

Uno degli aspetti più sorprendenti della scoperta riguarda il ritrovamento della ricostruzione di un paesaggio montuoso all’interno di una camera sotterranea: piccole pozze di mercurio rappresenterebbero fiumi e laghi, e le pareti sono interamente ricoperte di polvere di pirite per dare l’impressione, alla luce delle fiaccole, di trovarsi circondati da un cielo stellato.

Teotihuacan è una delle città-simbolo delle popolazioni mesoamericane: edificata intorno al 100 a.C., raggiunse l’apice all’inizio VI secolo d.C. con una popolazione tra 125.000 e i 200.000 abitanti; al tempo era probabilmente uno dei 6 insediamenti urbani più estesi del mondo con i suoi 30 km quadrati di superficie cittadina.

A partire dalla metà del VI secolo, tuttavia, Teotihuacan subì ripetuti incendi e sacchi della città, la popolazione si ridusse gradualmente nel corso dei due secoli successivi e il clima globale iniziò a cambiare (il “raffreddamento del 535-536“, dovuto probabilmente ad un’ eruzione vulcanica in Nord America).

Anche se il reale colpevole (o il mix di elementi) che portò all’abbandono di Teotihuacan deve ancora essere individuato, sappiamo che per lungo tempo la città non fu soltanto un enorme insediamento urbano, ma anche un luogo sacro costellato di templi ed edifici di culto.

Tra questi luoghi religiosi c’era il Tempio del Serpente Piumato, uno degli edifici più antichi della città e quasi sicuramente teatro di migliaia di sacrifici umani.

L’apertura di un sinkhole nel 2003 rivelò la presenza di un tunnel sotto il tempio, un passaggio di cui nessuno sospettava l’esistenza e che espose uno dei tesori più strabilianti del Nuovo Mondo.

Il vero accesso al tunnel, scoperto negli scavi successivi, è un pozzo verticale largo 5 metri per lato e profondo 14 metri; il tunnel è lungo quasi centro metri e termina con una serie di gallerie sotterranee scavate nella roccia che portano a tre camere che furono riempite quasi 2.000 anni fa con un bottino dal valore archeologico incalcolabile.

Gli oggetti ritrovati comprendono:

• Maschere cerimoniali di legno ricoperto da giada e quarzo
• Cristalli a forma di bulbo oculare
• Collane, bracciali e anelli di giada, o di conchiglie provenienti dai Caraibi
• Collane di denti umani
• Frammenti di pelle umana
• Statuette di forma umana
• Ali di scarabeo riposte all’interno di una scatola
• Sculture di giaguaro
• Centinaia di sfere di argilla ricoperte da minerale di pirite
• Palle di gomma usate durante i giochi religiosi
• Vasi di terracotta probabilmente ottenuti tramite il commercio con i regni confinanti
• Ossa di animali come uccelli, giaguari e lo scheletro di un orso

La scoperta più sensazionale, tuttavia, è il “plastico” ritrovato a circa 17 metri di profondità. Mostra un paesaggio di montagna (probabilmente una rappresentazione dell’aldilà) e piccole pozze piene di mercurio, pozze che rappresenterebbero laghi.

Le pareti e il soffitto della stanza furono ricoperti da una polvere minerale composta da magnetite, pirite ed ematite per ottenere l’effetto di un cielo stellato che brilla alla luce delle torce.

La scoperta di mercurio all’interno di antichi edifici precolombiani non è nuova ed è già stata rilevata la presenza di questo metallo in almeno altri tre siti del Centro America. Il mercurio ha rappresentato per molti popoli antichi un collegamento tra il mondo terreno e quello dell’aldilà, uno specchio da cui osservare il mondo dei morti o prevedere il futuro.

I popoli mesoamericani ottenevano il mercurio dal riscaldamento del cinabro, un minerale che forma bellissimi cristalli rosso sangue e probabilmente utilizzato per decorare oggetti e corpi della famiglia reale o di alcuni sacerdoti.

Un metallo dalle strane proprietà

Il mercurio è un metallo pesante e uno dei pochi elementi della tavola periodica ad essere liquido a temperatura ambiente. Conosciuto in antichità come argento vivo o idrargirio (dal greco hydrárgyros, traducibile come “acqua d’argento”), ha un punto di fusione pari a -38,83 °C e raggiunge il punto di ebollizione sopra i 356 °C.

Il mercurio è un elemento raro nella crosta terrestre, ma i minerali che lo contengono sono particolarmente ricchi di questo metallo proprio a causa della sua inerzia. Raramente è presente nella sua forma nativa: lo si trova più spesso in minerali come cinabro, corderoite e livingstonite.

Mercurio e immortalità

Nel corso della storia, il mercurio ha dominato il panorama alchemico assumendo fantomatiche proprietà curative o addirittura soprannaturali. In Cina e in Tibet, ad esempio, per molti secoli si è creduto che il mercurio fosse alla base dell’ elisir dell’eterna giovinezza e contribuisse a mantenere una salute di ferro fino alla tarda età.

Il primo imperatore e unificatore della Cina antica Qin Shi Huang Di, che ordinò la realizzazione di migliaia di statue di terracotta per difendere la sua tomba di proporzioni colossali, pare sia sepolto in una vasta camera funeraria percorsa da canali di mercurio elementare che rappresenterebbero i grandi fiumi della Cina.

La sua tomba, nascosta sotto alla collina sorvegliata dal celebre Esercito di Terracotta, non è ancora stata aperta per evitare di contaminare o danneggiare il sito, ma sappiamo per certo che lo stesso Qin Shi Huang Di morì per avvelenamento da mercurio, metallo che assumeva sotto forma di pillole create dagli alchimisti imperiali mescolando gocce di metallo a polvere di giada.

Cinabro e argento vivo

Nell’ Antica Grecia, come in Egitto e a Roma, il cinabro (solfuro di mercurio) era comunemente utilizzato come base per la creazione di pigmenti per papiri, pitture e cosmetici.

I Romani (che lo chiamavano hydrargyrum) hanno mantenuto attiva per lungo tempo una miniera di minerali di mercurio in Spagna, operata da prigionieri e schiavi, allo scopo ottenere i colori utilizzati per decorare diverse ville tra cui alcune residenze di Pompei.

Anche nel Nuovo Mondo il mercurio esercitò un fascino irresistibile: nel novembre 2014, un team di archeologi ha scoperto grosse quantità di mercurio in una stanza nascosta da 20 metri di terreno sotto al “Tempio del Serpente Piumato”, una piramide a gradoni vecchia di 1800 anni.

Fu l’ alchimia ad elevare la reputazione del mercurio: era considerato la “Materia Prima” da cui si potevano generare tutti i metalli attraverso un processo di trasmutazione. Il termine “argento vivo“, spesso impiegato nell’alchimia per definire il mercurio, è di origine greca e si può ragionevolmente affermare che al tempo di Aristotele (IV secolo a.C.) le proprietà di questo metallo (e probabilmente la sua pericolosità) fossero già ben note in Europa, specialmente quella di dissolvere altri metalli.

Se entra in contatto con oro o argento, il mercurio forma un amalgama, una lega a base di mercurio, dissolvendo il metallo che tocca. L’amalgama è alla base di alcune procedure chimiche sfruttate per l’estrazione di metalli preziosi, un procedimento inventato circa un millennio fa e ancora oggi impiegato da alcuni impianti minerari.

La pericolosità del mercurio

Il problema del mercurio, come apprese a sue spese il primo imperatore cinese, è che risulta estremamente tossico, soprattutto se viene ingerito. I Romani erano ben consapevoli dei rischi dell’esposizione al mercurio e dei sintomi dell’avvelenamento, tanto che alcuni condannati a morte venivano inviati a lavorare nelle miniere di mercurio come pena per i loro crimini.

Si sospetta inoltre che alcune figure storiche rilevanti come Ivan il Terribile siano state avvelenate utilizzando questo metallo, al tempo utilizzato anche per il trattamento della sifilide.

Il mercurio può essere introdotto nell’organismo tramite ingestione, contatto (attraversa facilmente la pelle) o inalazione dei vapori. I vapori di mercurio, estremamente tossici, si generano spontaneamente durante la separazione a 500° C dai minerali che lo contengono.

Le conseguenze dell’ avvelenamento da mercurio includono danni al cervello e ai polmoni, disturbi sensoriali e del linguaggio, assenza di coordinazione e tremori. Un’esposizione acuta al mercurio elementare (la sua forma liquida) provoca dolori al petto, dispnea, tosse e disturbi polmonari, degenerando poi in allucinazioni, delirio, tendenze suicide e danni permanenti al sistema nervoso centrale.

Le vittime di avvelenamento da mercurio nella storia sono incalcolabili e talvolta legate ad episodi dai toni tragicomici. L’imperatore cinese Xuanzong della Dinastia Tang, vissuto nel IX secolo d.C., morì avvelenato dal mercurio che gli alchimisti imperiali gli somministravano quotidianamente per curarlo dagli acciacchi dell’età e renderlo immortale.

Quando alcuni membri della corte iniziarono a sospettare che fosse proprio il mercurio a causare i pruriti e i gonfiori (oltre alla salute mentale traballante) dell’imperatore, gli alchimisti consultarono alcuni testi medici giungendo alla conclusione che i pruriti, i gonfiori e la follia del sovrano fossero la prova che il mercurio stesse rendendo immortale il sovrano curandolo da ogni male. Xuanzong finì per impazzire, diventando aggressivo e paranoide, per poi morire per avvelenamento cronico da mercurio.

Cappellai matti e mercurio

L’espressione “matto come un cappellaio” è uno degli aneddoti più recenti che conferma l’impatto dell’avvelenamento da mercurio nella storia umana. Durante il XVI° secolo, alcuni produttori di cappelli francesi inventarono un metodo di produzione del feltro che utilizzava il nitrato di mercurio applicato sulla pelle animale.

Questa pratica, durata circa tre secoli in alcuni Paesi, nacque in un periodo in cui gli effetti del mercurio erano conosciuti molto bene da tutti; inizialmente fu tenuta segreta per poi essere trasferita in Inghilterra quando gli Ugonotti fuggirono dalla Francia.

L’esposizione costante al nitrato di mercurio fece velocemente guadagnare ai cappellai la fama di pazzi dai tremori incontrollabili e fece nascere l’espressione “cappellaio matto”.

Per saperne di più: Mercury poisoning