La composizione delle perlearagonite, conchiolina, acqua
Ogni perla è un biocristallo costituito da tre componenti in proporzioni notevolmente precise. Queste proporzioni variano leggermente da una specie di mollusco all'altra, ed è proprio questo equilibrio a determinare la bellezza, la solidità e il lucore della gemma.
I tre componenti fondamentali
| Componente | Proporzione | Ruolo |
|---|---|---|
| Carbonato di calcio (CaCO₃) | 90 – 92 % | Cristalli sotto forma di aragonite o calcite. È lo scheletro minerale della perla, responsabile della durezza e della struttura cristallina. |
| Conchiolina | 4 – 5 % | Proteina organica che agisce da legante biologico. Cementa le piastrine cristalline fra loro e ha un ruolo determinante nella colorazione. |
| Acqua | 4 – 5 % | Molecole d'acqua intrappolate nella matrice cristallina durante la biomineralizzazione. Un tasso eccessivo (oltre il 15 %) fragilizza la perla. |
Le proporzioni esatte dipendono dal mollusco produttore. Le perle di Pinna nobilis, per esempio, contengono più del 15 % di acqua, il che spiega la loro estrema fragilità. Al contrario, le perle Akoya presentano un rapporto CaCO₃ molto elevato, che garantisce una lucentezza sostenuta.
Da dove viene davvero il colore
Contrariamente a un'idea diffusa, i colori delle perle non provengono da sali minerali di atolli vulcanici. Sono le proteine organiche — la conchiolina e i suoi pigmenti associati — a determinare la tinta fondamentale della gemma, dal rosa pallido al nero profondo delle perle di Tahiti.
Aragonite e calcite, due forme dello stesso CaCO₃
| Aragonite — il cristallo madreperlaceo | Calcite — il cristallo prismatico | |
|---|---|---|
| Sistema cristallino | Ortorombico | Romboedrico |
| Forma del deposito | Piastrine esagonali piatte (0,3 – 0,5 µm), o prismi aciculari | Colonne prismatiche, meno dense |
| Effetto ottico | Responsabile della lucentezza madreperlacea | Strato non madreperlaceo |
| Durezza Mohs | 3,5 – 4 | 3 |
| Densità | 2,93 g/cm³ | 2,71 g/cm³ |
| Dove si trova | In periferia, negli strati visibili | Negli strati interni e nelle zone di transizione |
La transizione aragonite-calcite all'interno di una stessa perla dipende dall'età delle cellule epiteliali e dalla programmazione genetica del mollusco. È questa alternanza a produrre la complessità strutturale rivelata dalle analisi ai raggi X.
La fisica dell'iridescenza
Le perle madreperlacee — Akoya, Tahiti, Australia, acqua dolce — devono il loro lucore caratteristico all'impilamento regolare di piastrine di aragonite. Ogni piastrina misura circa 0,3 – 0,5 micrometri di spessore, una dimensione vicina alla lunghezza d'onda della luce visibile (380-750 nm).
Quando un raggio luminoso attraversa gli strati successivi di aragonite subisce fenomeni di interferenza e di diffrazione. La luce bianca si scompone nelle sue componenti spettrali, creando l'iridescenza che i gemmologi chiamano oriente. Più le piastrine sono sottili e regolari, più l'oriente è pronunciato.
La conchiolina, disposta in film ultrasottili fra ogni piastrina di aragonite, agisce al tempo stesso da cemento e da distanziatore ottico. Questa architettura biologica produce un materiale le cui proprietà ottiche rivaleggiano con i migliori rivestimenti multistrato fabbricati dall'industria.
Le perle porcellanate e l'effetto fiamma
Quando l'aragonite cristallizza sotto forma di prismi aciculari — ad aghi — invece che di piastrine piatte, la perla non presenta madreperla iridescente. La si dice allora porcellanata. Queste perle offrono un lucore diverso : liscio, profondo, con un effetto « fiamma » dovuto alla diffusione della luce lungo i prismi di aragonite.
La perla Melo, prodotta dal gasteropode Melo melo del sud-est asiatico, è arancione a bruno dorato, con un effetto fiamma circolare pronunciato. La perla conch, dallo Strombus gigas dei Caraibi, è rosa a salmone con un motivo fiamma lineare. Le perle di tridacna costituiscono un terzo tipo porcellanato, interamente bianche e dal lucore setoso.
Un vantaggio meccanico notevole : le perle porcellanate possiedono una grande coesione. L'aragonite prismatica, ripartita in modo omogeneo in tutta la perla, crea una struttura uniforme senza i piani di debolezza che si osservano talvolta nelle perle madreperlacee stratificate.
« Perla » o « concrezione » ?
Per lungo tempo una distinzione semantica ha diviso i professionisti del settore : solo le gemme madreperlacee meritavano il termine di « perla » ? Le altre andavano chiamate « concrezioni » ?
Il GIA ha definitivamente risolto la questione : ogni concrezione prodotta da un mollusco con conchiglia è una perla, madreperlacea o no. Questa posizione ha messo fine a una polemica che privava le perle Melo, le perle conch e le perle di tridacna della loro denominazione legittima. Tutte condividono lo stesso processo fondamentale di formazione.
La struttura interna di una perla
Il nucleo
Sferetta di madreperla, generalmente ricavata da un bivalve d'acqua dolce del Mississippi, inserita durante la perlicoltura. Assente nelle perle naturali e nelle perle d'acqua dolce.
La zona organica centrale
Tasca ricca di conchiolina e di materia organica concentrata attorno al nucleo. È qui che cominciano i primi depositi cristallini.
Lo strato prismatico
Zona di transizione dove dominano le colonne di calcite. Le giunzioni fra le colonne prismatiche sono fragili.
Lo strato madreperlaceo esterno
Impilamento regolare di piastrine di aragonite. È lo strato visibile che determina lo spessore del madreperla e la qualità della lucentezza.
Raggi X e sezioni : rivelare l'invisibile
L'esame ai raggi X è una delle tecniche fondamentali dell'analisi gemmologica. Applicata alle perle, permette di distinguere una perla naturale da una perla coltivata visualizzando la presenza — o l'assenza — del nucleo interno.
Il professor Henry Hänni ha perfezionato una tecnica di taglio e di analisi al microscopio elettronico a scansione che permette di osservare la microstruttura cristallina strato per strato. I suoi lavori hanno rivelato che l'interno di una perla differisce frequentemente dal suo esterno : colonne di calcite negli strati profondi, progressivamente sostituite da aragonite madreperlacea in superficie.
Uno studio condotto da Sutas Singbamroong al Dubai Gemstone Laboratory su perle naturali del Golfo Arabico ha mostrato che oltre il 20 % delle perle esaminate presentava un nucleo centrale in decomposizione — una fragilità strutturale latente, invisibile in superficie, e all'origine di fessurazioni alle giunzioni calcite-aragonite.
Che cosa decide il tipo di cristallo
L'età cellulare
Le cellule epiteliali giovani producono preferibilmente calcite prismatica. Invecchiando passano alla secrezione di aragonite madreperlacea. Questo passaggio spiega la struttura concentrica tipica : calcite al centro, aragonite in periferia.
La programmazione genetica
Ogni specie di mollusco possiede un programma che definisce le proporzioni relative di aragonite e di calcite. Pinctada margaritifera e Pinctada maxima producono un madreperla spesso e regolare ; altre specie favoriscono i depositi prismatici.
Il ruolo dell'innesto
In perlicoltura è l'innesto — frammento di mantello del mollusco donatore — a determinare la qualità del madreperla depositato. Le sue cellule epiteliali proliferano attorno al nucleo e avviano la biomineralizzazione.
Da cui la selezione genetica
Selezionare i donatori è quindi una posta capitale per la produzione di perle di alta qualità : è il donatore, non l'ospite, a decidere il risultato.
Confronto dei tipi di perla per composizione
| Tipo di perla | Struttura cristallina | Aspetto | Coesione |
|---|---|---|---|
| Akoya | Aragonite madreperlacea (piastrine) | Lucentezza a specchio, oriente rosa/argento | Elevata |
| Tahiti | Aragonite madreperlacea (piastrine spesse) | Oriente profondo, riflessi metallici | Molto elevata |
| Australia | Aragonite madreperlacea (piastrine larghe) | Oriente setoso, lucore satinato | Molto elevata |
| Acqua dolce | Aragonite madreperlacea (senza nucleo) | Madreperla integrale, lucentezza dolce | Elevata (100 % madreperla) |
| Melo | Aragonite prismatica (aghi) | Porcellanata, effetto fiamma circolare | Eccellente |
| Conch (Strombus gigas) | Aragonite prismatica (aghi) | Porcellanata, fiamma lineare | Eccellente |
| Tridacna | Aragonite prismatica | Porcellanata, lucore setoso bianco | Eccellente |
| Pinna nobilis | Aragonite/calcite, acqua oltre il 15 % | Variabile, spesso spento | Debole (fragile) |
Composizione, durevolezza e cura
Il CaCO₃ è solubile negli acidi
Anche deboli : aceto, sudore acido, profumo. È la ragione prima per cui una perla si mette per ultima, dopo il profumo e la lacca.
L'acqua interna può evaporare
Se la perla è esposta a un calore prolungato o a un ambiente molto secco. Un'essiccazione eccessiva provoca microfessure interne che alterano progressivamente la lucentezza.
La conchiolina si degrada
Sotto i raggi UV intensi e al contatto ripetuto con i cosmetici. È la parte organica della perla, la più vulnerabile.
Durezza Mohs da 2,5 a 4
Rischio di rigature al contatto con materiali più duri. Riponete ogni perla in un tessuto morbido, lontano dalle pietre dure e dai metalli.
Le perle portate durano di più
Il contatto con la pelle mantiene un livello di idratazione ottimale della matrice organica. Un gioiello di perle chiuso in cassaforte asciutta si degrada più in fretta di uno portato.
Domande sulla composizione delle perle
Di che cosa è fatta una perla ?
Dal 90 al 92 % di carbonato di calcio, dal 4 al 5 % di conchiolina — una proteina organica — e dal 4 al 5 % di acqua. Le proporzioni variano leggermente secondo la specie di mollusco.
Che cos'è l'oriente di una perla ?
L'iridescenza prodotta dall'interferenza della luce fra gli strati successivi di piastrine di aragonite, il cui spessore è vicino alla lunghezza d'onda della luce visibile. Più le piastrine sono sottili e regolari, più l'oriente è pronunciato.
Da dove viene il colore di una perla ?
Dalle proteine organiche — la conchiolina e i suoi pigmenti — non da sali minerali. È un'idea diffusa ma falsa che il colore verrebbe dall'ambiente vulcanico degli atolli.
Perché una perla porcellanata non ha oriente ?
Perché la sua aragonite cristallizza in prismi aciculari invece che in piastrine piatte : non c'è impilamento regolare, dunque nessuna interferenza luminosa. In compenso la sua coesione strutturale è superiore, senza piani di debolezza.
Perché le perle temono gli acidi ?
Perché il carbonato di calcio si scioglie negli acidi, anche deboli. Sudore acido, profumo, aceto, prodotti per la casa : tutti attaccano la superficie e ne opacizzano la lucentezza in modo irreversibile.
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