Mineraloji, evrenin katı kısımlarını oluşturan doğal elementlerin ve bileşiklerin incelenmesiyle ilgilenen bilim dalıdır. Bu alan, minerallerin kimyasal, fiziksel ve yapısal özelliklerinin yanı sıra kökenleri, sınıflandırılmaları ve ekonomik uygulamaları üzerine yoğunlaşır. Tarih boyunca mineraloji, kimya, fizik, kristalografi ve yer bilimleriyle paralel bir gelişim göstermiştir.
Doğal Mineral Örnekleri (AA)
Tarihsel Gelişim
Minerallerin geniş önemi ve çeşitli uygulamaları nedeniyle, mineraloji bilimi tarih boyunca kimya, fizik, kristalografi ve yer bilimleri gibi birçok farklı alanla eş zamanlı olarak gelişme göstermiştir. 2000 yılı aşan bir süredir, mineraloji araştırmaları dört temel soruya odaklanmıştır:
- Minerallerin kökeni nedir?
- Karakteristik kimyasal, fiziksel ve yapısal özellikleri nelerdir?
- Nasıl sınıflandırılmalıdırlar?
- Ekonomik uygulamaları nelerdir?
Mineraloji tarihi, 18. ve 19. yüzyıllarda kimya ve fizikteki ilerlemelerle niteliksel (kalitatif) bir alandan niceliksel (kantitatif) bir bilime dönüşmüştür.
Antik ve Orta Çağ Teorileri
Mineraller hakkındaki en eski bilgiler genellikle simya, kozmoloji ve felsefe eserlerinde yer almaktaydı. Antik ve Orta Çağ'da mineraller; fosiller, kayalar ve topraklar gibi diğer cansız doğal nesnelerle birlikte gruplandırılıyordu.
İlk teoriler, minerallerin büyümesini gözlemlemeye dayanıyordu. Mağara oluşumları, deniz suyunun buharlaşmasıyla oluşan tuz ve hatta idrar taşları gibi fosillerin büyüdüğünün gözlemlenmesi, diğer minerallerin kökeni hakkında ipuçları verdi. Bu süreçlerin tamamı sıvılarla ilişkili olduğundan, 18. yüzyıl öncesi teorilerin çoğu, ısı veya soğuk gibi uyaranların etkisi altında katılaşmaya neden olan taşlaştırıcı öz sular (lapidifying juices) kavramını içermekteydi.
Bu alandaki ilk açıklamalar Mısır ve Hint uygarlıklarına ait mitolojik bilgilerde bulunurken, M.Ö. 3. yüzyılda Zosimus, metallerin kökenine dair etkili bir teori ortaya koydu. Transmutasyon (dönüşüm) olarak bilinen bu teoriye göre, bütün metallerin özünde kükürt ve cıva olmak üzere iki temel unsur bulunmaktaydı. Bu iki unsurun farklı basınç ve ısı koşullarında birleşmesinin çeşitli metalleri oluşturduğuna inanılıyordu. Bu görüş, bir metalin başka bir metale (özellikle altına) dönüştürülebileceği fikrini savunan simya çalışmalarının şekillenmesinde etkili olmuştur.
İslam Medeniyetinde Mineraloji
İslam medeniyetindeki bilginler, mineraloji alanında Yunan mirasını devralarak özgün araştırmalar yapmış, 16. yüzyıla kadar Batı’da temel başvuru kaynakları hâline gelmişlerdir. Müslüman bilginlerin başlıca kaynakları Dioskurides’in Materia Medica’sı ve Galen’in Peri kraseos kai dynameos ton haplon pharmakon adlı eseriydi. Ancak, İslam bilim tarihinde mineralojiye dair yazılmış ilk sistematik eser Kitâbu’l-Ahcâr (Taşlar Kitabı) olmuştur. Uzun süre Aristoteles’e atfedilen bu eserin Yunanca aslı kaybolmuş, yalnızca Arapça tercümesi günümüze ulaşmıştır. Yaklaşık 700 taş türü ve özellikleri hakkında bilgi içeren eser, hem İslam hem de Batı literatürünü (örneğin 15. yüzyılda Tuhfe-i Murâdî ve William Gilbert’in De Magnete adlı çalışması) etkilemiştir.
Doğal Mineral Örnekleri (AA)
Jeoloji ve Mineral Oluşumu
Arapça kozmolojik ve doğa felsefi metinler, farmakolojik eserlerden farklı olarak minerallerin oluşumu ve jeolojik süreçlere daha geniş yer ayırmıştır.
10. yüzyılda İhvân es-Safâ, mineralleri oluşum sürelerine göre üç gruba ayırmıştır: hızlı oluşanlar (toz, kil, tuz gibi), yavaş oluşanlar (mercanköşk ve inci gibi deniz canlıları) ve çok yavaş oluşanlar (metaller ve değerli taşlar). Ayrıca 36.000 yıllık presesyon döngüsüne bağlı jeolojik süreçleri açıklamış, dağların aşınma ve sedimantasyon yoluyla yeniden oluştuğunu öne sürmüştür.
İbn Sînâ Kitāb eş-Şifāʾ adlı eserinde mineraloji ve jeolojiye önemli bir yer ayırmıştır. Latinceye De congelatione et conglutinatione lapidum adıyla çevrilen bu bölüm, Avrupa’da uzun süre Aristoteles’e ait sanılmıştır.
İbn Sînâ, simyanın temelini oluşturan “metallerin dönüşümü” teorisini reddetmiştir. Ona göre her metalin kendine özgü bir mizacı vardır ve simyagerlerin yaptığı yalnızca yüzeysel bir taklittir. Taşların iki şekilde oluştuğunu savunmuştur: çamurun kuruyarak sertleşmesi veya suların yoğunlaşıp katılaşmasıyla. Amu-Derya nehri kıyısında bir kilin 23 yıl içinde taşa dönüştüğünü gözlemlediğini belirtmiştir. Dağların oluşumunu erozyon ve birikim süreçleriyle açıklamış, dağların tepelerinde bulunan deniz kabuklarını bu görüşüne kanıt olarak göstermiştir.
Fiziksel Özellikler ve Sınıflandırma
Arap bilginler minerallerin sertlik, ağırlık, renk, parlaklık, şeffaflık, tat ve koku gibi fiziksel özelliklerini ayrıntılı biçimde incelemişlerdir.
Birûnî (ö. 1048), Kitâbu’l-Cemâhir fî Ma‘rifeti’l-Cevâhir adlı eserinde 31 taşı fiziksel niteliklerine ve bulundukları yerlere göre incelemiştir. Yakutun sertliğinin elmastan sonra geldiğini belirlemesi, 19. yüzyılda geliştirilen Mohs sertlik skalasıyla örtüşmektedir. Birûnî ayrıca özgül ağırlıkları ölçmek için geliştirdiği konik ölçüm aletiyle (piknometre) altın, cıva, bakır ve demir gibi metallerin yoğunluklarını modern değerlere çok yakın biçimde tespit etmiştir.
İbn Sînâ mineralleri dört grupta sınıflandırmıştır: taşlar (aḥcār), eriyebilen maddeler (metaller), kükürtler (yanabilir maddeler) ve tuzlar (suda çözünen maddeler). Bu sınıflama daha sonra Albertus Magnus gibi Avrupa bilginleri tarafından da benimsenmiştir.
Ebû Bekr er-Râzî (Kitâb el-Esrâr) taşları ve tuzları sistematik biçimde sınıflandırmış; Aḥmed et-Tîfâşî (Ezhâr el-Efkâr fî Cevâhir el-Aḥcâr) ise mineralleri oluşum, bulunma yeri, özellik, güç ve ticari değer kriterlerine göre incelemiş; özellikle Mısır’daki zümrüt madenciliği hakkında ayrıntılı bilgi vermiştir.
Cevhernâmeler (Mücevher Kitapları)
Mineraloji, İslam dünyasında cevhernâme adı verilen bilimsel ve edebî bir türün doğmasına zemin hazırlamıştır. Bu eserlerde taşların fiziksel özellikleri, faydaları, zararları ve onlara atfedilen güçler anlatılmıştır. Bilinen ilk Türkçe cevhernâme, 15. yüzyılda II. Murad döneminde Muhammed b. Mahmûd-ı Şirvânî tarafından yazılan Tuhfe-i Murâdî’dir. Bu eser büyük ölçüde et-Tîfâşî’nin Ezhârü’l-Efkâr’ına dayanır. Değerli taşlar (akik, la‘l, mercan, dür) klasik Türk şiirinde sevgiliye ait benzetmelerin kaynağı olmuştur.
Modern Mineraloji ve Bilimsel Dönüşüm
18. ve 19. yüzyıllarda kimya ve fizikteki ilerlemeler mineralojiye niceliksel bir nitelik kazandırmıştır. Robert Boyle modern element tanımını yapmış, Jöns Jacob Berzelius kimyasal analiz yöntemlerini geliştirmiştir. Eilhard Mitscherlich izomorfizm ve polimorfizm kavramlarını ortaya koyarak sınıflandırma için yeni temeller atmıştır. Abraham Gottlob Werner’in dış özelliklere dayalı sistemi ve öğrencisi Friedrich Mohs’un geliştirdiği 10 puanlık sertlik skalası günümüzde de kullanılmaktadır.
Kristalografide Niels Stensen kristallerdeki yüzey açılarını, René-Just Haüy ise kristal formlarının matematiksel temellerini açıklamıştır. 19. yüzyılda Christian Samuel Weiss, Auguste Bravais ve J.F.C. Hessel kristal sistemleri ve nokta gruplarını, Fyodorov, Schoenflies ve Barlow ise 230 uzay grubunu tanımlamıştır. 1912’de Max von Laue’nin X-ışını kırınımını keşfetmesiyle Bragg ailesi ilk mineral yapılarını çözmüş ve modern kristalografi başlamıştır.
Modern Sınıflandırma
19. yüzyılda minerallerin sınıflandırılmasında iki yaklaşım öne çıkmıştır: Werner’in “doğal tarih” (kimyasal bileşim ve dış özellikler) temelli sistemi ve Haüy’ün kristal forma dayalı yöntemi. Günümüzde kabul gören sistem, James Dwight Dana’nın 1850’de geliştirdiği kristal-kimyasal yöntemdir. Bu sistem, mineralleri kimyasal bileşimlerine (elementler, halojenürler, sülfitler, silikatlar vb.) ve kristal yapılarına göre sınıflandırır.
