La diffusione nei fusi silicatici

Riassunto

La diffusione è un processo per mezzo del quale la materia, in forma ionica o molecolare, viene trasportata da un punto ad un altro di un sistema sotto l’azione di un gradiente di potenziale chimico od elettrochimico mediante i movimenti casuali indotti dal suo stato termico. L’importanza di questo meccanismo di trasporto è stata riconosciuta in molti campi: dalle Scienze dei Materiali alla Meteorologia, dalle Scienze Biologiche alle Scienze della Terra. La produzione di diversi tipi di acciai, ad esempio, si basa sullo studio della diffusione degli atomi di carbonio nel ferro metallico; i movimenti di massa e di calore nei primi 100 km di atmosfera sono regolati da meccanismi di diffusione; il trasporto di molecole in una cellula biologica avviene tramite diffusione/migrazione attraverso e lungo membrane; le variazioni chimiche nei minerali e nelle rocce in seguito a processi metasomatici o metamorfici dipendono fortemente dai processi di diffusione; la crescita dei cristalli in un magma è dovuta alla tendenza mostrata dagli elementi costituenti il fuso ad ordinarsi nella struttura di una fase cristallina ed il movimento di questi elementi dal fuso al cristallo in accrescimento è governato dalle leggi della diffusione. L'importanza della diffusione nei processi ignei è stata riconosciuta per la prima volta da Bowen il quale in un suo lavoro dedicato proprio ai processi di diffusione nei fusi silicatici (1921) dice: “…molte caratteristiche delle rocce ignee sono, chiaramente, il risultato di processi diffusivi…” Dopo i lavori di Bowen si è avuta una stasi di circa cinquanta anni prima che tale argomento diventasse nuovamente oggetto di studio. Tale stasi è stata determinata da diversi fattori: 1) la consapevolezza che il processo di diffusione da solo non può rendere conto del trasporto di materia su larga scala, problema che lo stesso Bowen aveva evidenziato; 2) la mancanza di cognizioni teoriche che fossero in grado di interpretare il fenomeno, non erano ancora nate né la teoria della transizione di stato né quella della termodinamica irreversibile e Einstein aveva appena pubblicato...