Aragonite

L'aragonite è un minerale carbonatico e una delle tre principali forme cristalline naturali del carbonato di calcio, insieme a calcite e vaterite. Si forma attraverso processi sia biologici che fisici, come la precipitazione in ambienti marini e d'acqua dolce. La sua struttura cristallina è ortorombica e produce tipicamente cristalli aghiformi; geminazioni ripetute possono generare forme pseudo-esagonali. Può presentarsi in aggregati colonnari o fibrosi e occasionalmente forma accrescimenti ramificati e elicittici noti come flos-ferri, così chiamati per la loro associazione con i minerali di ferro in Carinzia.

Il minerale fu descritto per la prima volta nel 1754 da José Torrubia, che notò grandi quantità di cristalli "esagonali" chiamati "torrecillas" vicino al fiume Gallo a Molina de Aragón. Fu denominato da Abraham Gottlob Werner nel 1797 in onore di Molina de Aragón, sebbene ritenesse erroneamente che la località si trovasse in Aragona. Nella sua località tipo, l'aragonite si presenta come geminati ciclici all'interno di gesso e marne della facies Keuper del Triassico. Tali depositi sono comuni in Spagna e si trovano anche in Francia. Tra le grotte di aragonite più note vi sono la Grotta di Aragonite di Ochtinská in Slovacchia e la Grotta di El Soplao in Cantabria, Spagna, scoperta nel 1908 all'interno di una ex miniera di piombo e zinco e aperta al pubblico nel 2005. Negli Stati Uniti, stalattiti e fiori di grotta di aragonite compaiono nelle Carlsbad Caverns e in altre grotte. Per un breve periodo all'inizio del Novecento, l'aragonite fu estratta ad Aragonite, nello Utah, oggi città fantasma. Esistono vasti depositi di sabbia oolitica di aragonite sul fondale marino delle Bahamas.

L'aragonite è la forma ad alta pressione del carbonato di calcio, presente in rocce metamorfiche derivanti da zone di subduzione. Si forma naturalmente in quasi tutti i gusci dei molluschi e negli scheletri calcarei dei coralli di acque calde e fredde. Alcuni vermi serpulidi possiedono tubi aragonitici. Il controllo biologico sulla deposizione delle conchiglie può produrre forme cristalline diverse dall'aragonite inorganica. In alcuni molluschi, l'intera conchiglia è di aragonite; in altri, essa appare solo in parti di una conchiglia bimineralica. Lo strato madreperlaceo di aragonite in alcuni fossili di ammoniti estinti produce un materiale iridescente chiamato ammolite. L'aragonite si trova anche nell'endocarpo dell'albero di bagolaro, negli scheletri di alcune spugne calcaree e come cemento marino inorganico o cristalli liberi nell'oceano. Nelle grotte forma speleotemi ed è comune nelle serpentiniti, dove fluidi ricchi di magnesio inibiscono la crescita della calcite. L'aragonite è metastabile sulla superficie terrestre e tipicamente si trasforma in calcite nei fossili nell'arco di decine di milioni di anni; l'aragonite più antica del Carbonifero è virtualmente sconosciuta. Può essere sintetizzata mescolando soluzioni di cloruro di calcio e carbonato di sodio a temperature superiori a 60 °C o in miscele acqua-etanolo a temperatura ambiente.

L'aragonite è termodinamicamente instabile a pressioni inferiori a circa 3.000 bar e a qualsiasi temperatura, ma si forma frequentemente in condizioni ambientali. Deboli forze di Van der Waals influenzano le sue proprietà cristallografiche ed elastiche. La differenza di stabilità tra aragonite e calcite, misurata dall'energia libera di Gibbs, è piccola e la dimensione dei grani o le impurità possono influenzare quale forma si sviluppi. La sua formazione dove la calcite è stabile può seguire la regola dei passi di Ostwald, con una fase meno stabile che appare per prima. Gli ioni magnesio possono favorire l'aragonite rispetto alla calcite. Una volta formatasi, l'aragonite tende a trasformarsi in calcite in un periodo compreso tra 10 e 100 milioni di anni. Un'altra fase metastabile del carbonato di calcio, la vaterite, si decompone ancora più facilmente.

Negli acquari, l'aragonite è considerata essenziale per replicare le condizioni della barriera corallina, fornendo materiali per la vita marina e aiutando a mantenere il pH naturale per prevenire la dissoluzione del carbonato di calcio biogenico. È stata inoltre testata con successo per rimuovere inquinanti come zinco, cobalto e piombo da acque reflue contaminate.