La interacción de la luz con los minerales produce una diversidad de fenómenos ópticos cuya belleza ha fascinado a la humanidad desde sus albores y fue el primer estímulo para que el hombre explorara su entorno en busca de esos cristales, que llegaron a ser muy valorados por su uso ornamental o como moneda.

Al margen de su belleza, el estudio de los distintos fenómenos ópticos proporciona indirectamente valiosa información científica acerca de la naturaleza más íntima de los minerales. Observar algunos requiere del microscopio óptico de polarización –o petrográfico–, pero muchos otros se perciben a simple vista. Esto se debe a que son una expresión perceptible del arreglo geométrico de los átomos en la estructura cristalina del mineral y de la composición química del mismo, explicó Carlos Canet Miquel, investigador del Instituto de Geofísica de la Universidad Nacional Autónoma de México, y miembro de la Academia Mexicana de Ciencias.

El valor que se atribuye a algunos minerales, como las gemas o piedras preciosas, se debe a una combinación de su escasez en la naturaleza y la ocurrencia de determinados efectos, por ejemplo el color, el brillo o lustre y la opalescencia.

Asimismo, fenómenos como el asterismo, que presentan el rubí y el zafiro, entre otros, se deben a inclusiones microscópicas de otros minerales orientadas dentro del cristal.

El microscopio petrográfico consta de un microscopio óptico con dos polarizadores: uno entre la fuente de iluminación y la muestra, y el otro entre la muestra y el ocular. También conocidos como prismas de Nicol, tienen la particularidad de dejar pasar únicamente luz polarizada, es decir, que vibra sobre un único plano.

A pesar de los enormes avances en el desarrollo de técnicas analíticas y de gran precisión, el microscopio petrográfico sigue siendo insustituible. Es y seguirá siendo ampliamente utilizado aunque, estrictamente, no pueda presumir de ser moderno.

Las bases de la mineralogía óptica fueron determinadas en el siglo XIX, principalmente gracias a las contribuciones del geólogo inglés Henry Clifton Sorby.

La mineralogía óptica es fundamental y muy poderosa para identificar los minerales; también permite determinar las relaciones temporales y genéticas entre los distintos componentes minerales de una roca, explicó Canet Miguel.

Gracias a su configuración, el microscopio petrográfico permite estudiar multitud de vistosas e interesantes propiedades de los minerales relacionadas con la anisotropía óptica, cualidad que poseen muchas sustancias cristalinas, tanto que cuando un rayo de luz las atraviesa lo hace a velocidad variable, dependiendo de la dirección considerada en el medio cristalino.

Una manifestación muy conocida de la anisotropía es la doble refracción o birrefringencia. Para mostrar a simple vista este fenómeno se suelen utilizar cristales muy transparentes de calcita, de la variedad comúnmente denominada espato de Islandia o calcita óptica. Al colocar uno de esos cristales sobre un papel con una marca o punto, éste se observará duplicado a través del cristal.

Lo que realmente se observa, precisó, es el desdoblamiento de la luz que atraviesa el cristal en dos rayos polarizados perpendicularmente entre sí y que viajan a velocidades distintas..

En el microscopio petrográfico la interferencia entre ambos rayos ocasiona que se observen posiciones de extinción y de máxima iluminación, alternándose sucesivamente al girar la platina que soporta al mineral, así como colores muy distintos al color natural del mineral, conocidos como de interferencia, señaló.

Capacidad de absorción

El color y el lustre suelen ser los primeros atributos que se observan a simple vista. La combinación de estas dos propiedades, a partir de su apreciación cualitativa, aporta información valiosa sobre su naturaleza química.

Además, el color de los minerales está determinado por su capacidad de absorber selectivamente determinadas longitudes de onda de la luz visible. En ocasiones varía mucho en una misma especie debido, por ejemplo, a impurezas químicas o inclusiones microscópicas de otros minerales, como en el cuarzo, cuyas variedades naturales, como la amatista, el citrino y el rosa, ofrecen una variada paleta cromática.

El lustre depende del enlace químico que predomina en la estructura cristalina del mineral, pero presenta variaciones ostensibles debido a la rugosidad y textura de las superficies que reflejan la luz. El brillo metálico, por ejemplo, es característico de los minerales opacos, principalmente metales nativos, como el oro o el cobre, y sulfuros metálicos, como la pirita o la galena. Los minerales traslúcidos y trasparentes, cuyas redes cristalinas están formadas por átomos unidos entre sí por enlaces covalentes o iónicos, presentan un lustre básico vítreo, y si es especialmente intenso, un brillo adamantino, hablamos de un lustre comparable al del diamante.