Prima di parlare di come la petrologia sperimentale sia entrata autoritariamente nelle Scienze della Terra e come abbia consentito di risolvere alcune importanti problematiche sia della storia composizionale che evolutiva della Terra, è necessario, seppur brevemente, richiamare alcuni concetti riguardo l’origine e la suddivisione interna del nostro Pianeta ed ancor prima del nostro sistema solare. Il sistema solare (Figura 1) è nato circa 4,6 miliardi di anni fa dalla contrazione di una grande nube di gas e polveri, chiamata nebulosa solare. La teoria più accreditata suggerisce che la nebulosa sia stata ‘disturbata’ da una supernova nelle vicinanze, che ne ha innescato la sua contrazione. La nebulosa iniziò a ruotare e aumentando la sua velocità di rotazione, la maggior parte della massa si concentrò al centro, formando il Sole. La pressione e la temperatura al centro del Sole raggiunsero livelli tali da avviare reazioni nucleari che causarono la fusione dell’idrogeno in elio, dando inizio alla sua vita come stella. Successivamente, intorno al Sole, la nebulosa si condensò in dischi di gas e polveri che circondavano la neonata stella. Questi dischi si aggregarono gradualmente in oggetti di dimensioni simili ai nostri attuali pianeti (i planetesimi), ma composti principalmente da ghiaccio, roccia e metalli. Attraverso ulteriori processi di agglomerazione, questi planetesimi si unirono per formare i pianeti del sistema solare. Ogni pianeta ha una storia unica di formazione e sviluppo, ma tutti condividono un’origine comune: la nebulosa solare. La maggior parte di quello che sappiamo sulla composizione della Terra deriva dagli studi classici sulle rocce terrestri (magmatiche metamorfiche e sedimentarie, vedi sotto) che la petrografia ha consentito di fare e dalle meteoriti (per una breve descrizione si rimanda al cap. 7). Per ciò che concerne lo studio delle rocce, ci si avvale delle scienze petrologiche e petrografiche. Per definizione possiamo dire che la petrografia è una disciplina della geologia che si occupa della descrizione e dell’analisi delle rocce, al fine di comprendere la loro origine, la loro composizione, la loro struttura e la loro storia geologica. Gli obiettivi principali della petrografia sono quindi l’identificazione e la classificazione delle rocce e delle loro strutture, la ricostruzione dei processi geologici che hanno portato alla loro formazione e la valutazione delle loro proprietà fisiche e chimiche. Per raggiungere questi obiettivi, la petrografia si avvale di diverse tecniche di analisi, tra cui l’osservazione al microscopio ottico delle sezioni sottili di rocce, la microscopia elettronica a scansione, l’analisi chimica e isotopica e l’utilizzo di tecniche geochimiche. La petrografia può essere suddivisa in diverse sotto-discipline, a seconda dell’ambito di interesse. Ad esempio, la petrografia ignea si occupa delle rocce magmatiche, ovvero delle rocce che si sono formate attraverso la solidificazione del magma. La petrografia sedimentaria, invece, si concentra sulla descrizione delle rocce sedimentarie, ovvero quelle rocce che si sono formate per deposizione di sedimenti, come sabbia, argilla e detriti organici. La petrografia metamorfica, infine, studia le rocce che sono state modificate dalla pressione e dalla temperatura anche attraverso trasformazioni allo stato solido di rocce preesistenti a seguito di variazioni delle condizioni di temperatura e pressione. In sintesi, la petrografia rappresenta un’importante disciplina della geologia, che consente di acquisire conoscenze fondamentali per la comprensione della storia geologica del nostro pianeta e per lo sfruttamento delle sue risorse naturali. Essa, quindi, studia le rocce per la parte che riguarda la descrizione, il riconoscimento e la classificazione sistematica. Non essendo questo un libro di petrografia si rimanda a testi dedicati per dettagli e classificazione delle rocce. Petrografia e petrogenesi si possono unire in un unico termine: petrologia. La petrologia è anch’essa una disciplina che si occupa dello studio delle rocce, ma con alcune differenze rispetto alla petrografia. Entrambe le discipline sono strettamente correlate ma la petrologia si occupa della formazione e dell’evoluzione delle rocce, studiando i processi geologici che le hanno formate, come la cristallizzazione del magma, la deposizione di sedimenti o la metamorfosi. La petrologia applica i principi di mineralogia e geochimica allo studio delle rocce per comprenderne la loro origine ed evoluzione nel tempo. Infine, la petrologia sperimentale riproduce in laboratorio le condizioni chimico-fisiche che controllano la petrogenesi, ma si estende anche a materiali sintetici non esistenti in natura ma di grande interesse industriale come le vetroceramiche.