Hrdelność Mohsa i Symulacja Skradymineralnej

Dziesięć odniesionych minerałów

Mohs stworzył swoją skali na podstawie dziesięciu powszechnych, łatwo dostępnych minerałów uporządkowanych według stopnia trącalnej odporności. Na początku listy znajduje się talc (stopień 1), hydrous magnesium silicate tak delikatny, że można go poprzezdrapać paznokciem i nawet dostrzega się na nim tłuszcz. Następnie idzie gips (2), nadal wystarczająco delikatny, aby zostawić ślad paznokciem, a następnie kalk (3), minerał, który znaniecze zaszczyca swoim znakomitym barwnikiem i sferoidalnymi krystaliściami. Fluorit (4) jest ceniony przez kolekcjonerów ze względu na jasność barw i kryształowe formy, a apatita (5) stanowi podstawę enamelu zębów i kości. Przechodząc do trudniejszej części skali, ortoklas (6) jest powszechnym minerałem w granitu, a kwarc (7), jeden z najpopularniejszych minerałów na powierzchni Ziemi, jest wystarczająco trudny, aby poprzezdrapać zwykłe szkło i stal. Topaz (8) jest popularnym kamieniem klejnotowym cenionym ze względu na jasność i rozmaite barwy, corund (9), który obejmuje kamienie klejnotowe rubin i safir, jest drugo najtrudniejszym naturalnym minerałem znany, a wreszcie diamant (10) znajduje się na szczycie jako najbardziej trudny naturalny materiał na Ziemi. Każdy z tych minerałów został wybrany nie dlatego, że kroki są równo odległe fizycznie, ale ponieważ każdy jest łatwo dostępny, łatwy do rozpoznania i wiarygodnie poprzezdrapa jego poprzednika, podczas gdy sam jest poprzezdrapany przez swojego następcę. Mohs świadomie wybrał minerały powszechnie dostępne dla mineralogów jego epoki, którzy mogli uzyskać pełny zestaw porównawczy, co jest częścią przyczyny, dlaczego skala stała się tak szeroko przyjęta i nadal jest codziennym narzędzie geolodzy, klejnotników i nauczycieli po ponad dwóch stołecznich latach.

Jak Wprawdzie Funkcjonuje Przebieg Skradymineralnej

Logika założona podczas przeprowadzania testów hrdelności Mohsa jest niezwykle prosta, a ta symulacja pozwala na bezpośrednie jej sprawdzenie. Jeśli minerał A ma wyższą liczbę Mohsa niż minerał B, to A zostawi widoczny ślaz na B, podczas gdy B nie zostawi żadnego ślazu na A. Jeśli dwie minerały mają taką samą liczbę hrdelności, każda z nich może barely skraść drugiej, ponieważ ich odporność na abrasję jest prawie równa. Jest to jedynie porównanie relatywne i parzyste. Nie pomiaruje ono ile siły jest potrzebnej, jak głęboki jest ślaz ani ile materiału zostało usuniętego. Odpowiada tylko na pytanie, która powierzchnia podda się drugiej. Aby przeprowadzić prawdziwy test skradymineralny, geolog wybiera nową i niezawalone powierzchnię minerału niewiadomego, ciasno przytrzymuje na niej punkt lub krawędź referencyjnego minerału i przeciąga go w jednym gestu. Powierzchnia jest następnie sprawdzana, idealnie po usunięciu ściekającego pyłu, ponieważ minerał może zostawić ścieżkę swojej własnej, mniej hrdelnej substancji, która wydaje się być tylko ślazem. Autentyczny ślaz to trwały grooves, który pozostaje nawet po usunięciu pyłu z powierzchni. Testery zwykle pracują od przedmiotu o znanej lub podejrzewanej hrdelności i dostosowują się w górę lub w dół, ustawiając hrdelność niewiadomego minerału między dwoma punktami referencyjnymi. Ponieważ transport pełnej zestawu z dziesięcioma minerałami do pola jest niemożliwy, codzienna zabawa często służy jako dobre przybliżenie, palec mało więcej niż 2,5, grosz ołów wokół 3,5, kuchenną nóżkę lub zazwyczaj używaną szpiczak o około 5,5, a kawałek okiennej szyby również o około 5,5. Te podstawy pozwalają geolodowi ograniczyć hrdelność niewiadomego przedmiotu do zakresu jednego lub dwóch kroków w polu, który zgodnie ze śladem barwy, lustrzności, czystości i zwyczajnym kształtem krystalicznym jest często wystarczające do pewnej identyfikacji bez potrzeby dotyku instrumentu laboratorium.

Użycie Skali w Praktyce

Wykrywanie minerałów na terenie rzadko polega jedynie na hrdelności, ale test skrawania często jest szybki i decydujący element, który geolodzka może zbadać bez żadnej dodatkowej sprzętu poza własnymi kieszeniami. Wyobraźmy sobie, że podnosimy nieznany krystal przejrzysty. Przepisanie paznokciem go nie spowoduje żadnego śladu, co natychmiast wyrzuca z rozważań talc i glaskę. Stosunek monet z brązu również nie skrawa krystalu, co wyklucza kalkatę. Jednak ostrze sztucznej noża spowoduje ślad, co umieszcza minerał w przedziale około 4-5,5 na skali, co jest zgodne z fluorit lub apatyta, a nie kwarts czy feldspatr. Przy użyciu koloru krystalu, wzoru rozpadu i prawdopodobnie testu śladu na nienaplonym szkle, to znacznie ogranicza potencjalne kandydaty. Takie triage jest dokładnie tą przyczyną, dla której skala hrdelności Mohsa pozostaje częścią standardowego zestawu narzędzi do identyfikacji minerałów nauczanego w podstawowych kursach geologii po całym świecie, razem z błyskotliwością, śladem, rozpadem, ruchomścią i gęstości specjalnej. Jest szczególnie wartościowym narzędziem, ponieważ nie wymaga ono reagentów, prądu ani dostępu do laboratorium, tylko małej kolekcji punktów referencyjnych lub kilku zwykłych przedmiotów. Gemolodzy używają podobnego podejścia przy ocenie kamieni krzemionkowych, ponieważ trwałość kamienia na użycie w montażu zbrodni zależy od jego oporu przeciwko codziennemu szmerowi zaspy, głównie składanej ze kwartsa o hrdelności 7. To dokładnie taka sama przyczyna, dla której kolczyki z mniej trwałych kamieni takich jak ópalek lub turkusowca wymagają większej ostrożności podczas manipulacji niż te z safianu czy rubyna. Prosta natura testu skrawania jest jednocześnie jego głównym ograniczeniem: mówi ona o niczym niezwiązanej z trwałością minerału, ani jego odporności na szkolenia i rozpad pod wpływem natarcia, co jest właściwością związana, ale odmienna, co oznacza, że minerał może być bardzo hrdelny, a zarazem ciepleński i łatwo zniweczonego mocnym uderzeniem.

Dlaczego skala hrdelności Mohsa jest ordynarna, a nie proporcjonalna

Najważniejszym ustaleniem do zrozumienia skali Mohsa jest to, że jest ona stricte rangą ordynarną, listą względnych pozycji, a nie liniowym lub proporcjonalnym miernikiem hrdelności. Często popełniana błąd polega na założeniu, że minerał o stopniu 8 jest około dwukrotnie hrdelszy od tego o stopniu 4, czy że każda kolejna pozycja w skali reprezentuje stałe i równoważne zwiększenie odporności na wyrywanie. Oba założenia są nieprawdziwe. Gdy mineralogowie pomiar hrdelności metodami bardziej kwantyfikacyjnymi, takimi jak test Vickers, który naciska wstępujce diamantowy na polisowana powierzchnię pod znanej obciążeniu i mierzy rozmiar wynikającego wyrywania, okazuje się, że rzeczywiste fale hrdelności między stopniemami Mohsa są bardzo nierównomiernie rozłożone. Rozbieżność między talcem o stopniu 1 a gipsie o stopniu 2 jest mała w absolutnych wybrukach. Ale rozbieżność między corundem o stopniu 9 a diamantem o stopniu 10 jest ogromna, prawdopodobnie większa niż suma wszystkich innych różnic między pozostałymi dziewięcioma stopniem. Wartość Vickers diamantu wynosi około cztery razy więcej niż corundu, nawet though onei tylko jeden stopień Mohsa ich oddziela. To dzieje się dlatego, że Mohs zbudował swoją skale dla praktycznych i jakościowych celów użytkowania w połowie XIX wieku, dawno przed tym, jak istniały dokładne testy hrdelności wyrywania, a po prostu posortował dziesięć dostępnych minerałów względem odporności na wyrywanie bez żadnego zamiaru, aby były one fizycznie równomiernie odstępowane. Uczynek ten generalizuje się dalej niż mineralogia – skala ordynarna może być bardzo przydatna do szybkiego porównywania i diagnostyki, ale jest całkowicie nieodpowiednia dla arytmetycznych obliczeń, średnich ani proporcjonalnej rozumowania. Uczeń i profesjonalista powinni traktować liczby Mohsa jako serię punktów kontrolnych, a nie jako metrykę z równomiernymi oznaczeniami, a powinni szukać danych Vickersa, Knoopa lub Brinella przy każdym potrzebnie kwantyfikacyjnym porównaniu.

Poza geologią: zastosowania codzienne

Efekt Mohsa pojawia się dalej niż w klasie geologicznej. Przedmiotnicy i kupcy kamieni polubownych ciągle odnieśli się do niego, ponieważ wytrzymałość kamienia w pęce pierścieni lub łańcuszków zależy od tego, jak dobrze on odpowiada na codzienne uszkodzenia przez proch domowy, głównie zasadowy pył kwarcu o skali Mohsa 7. Dlatego mniej mocne i delikatniejsze kamienie, takie jak opal (około 5,5 do 6,5) lub perła (około 2,5 do 4,5), często są montowane w chroniących naciskach, takich jak bezel, a zamiast nich używane są kamienie o wyższej skali Mohsa, które widoczniej lepiej przetrwują codzienne uszkodzenia. Producenci szkła, ceramiki i abrasywnych substancji industrialnych korzystają również z porównawczej skali Mohsa przy wyborze materiałów do robienia, bocienia lub polerowania, ponieważ materiał narzędzia w ogólności musi być mocniejszy niż materiał, który ma być kształtowany. Producenci telefonów komórkowych i zegarków często reklamują masywę pokrywczą lub kryształ saphiryński według skali Mohsa, ponieważ kupcy intuicyjnie rozumieją, że wyższa liczba odpowiada lepiej na uszkodzenia od kluczy, piasku i pyłu w kieszeni niż niższa. Nawet proste znanie domowe korzysta z tej skali pośrednio – powszechny ostrzeżeniowy fakt, że stoły z kwarcu odpowiadają lepiej na uszkodzenia nożem w porównaniu do stołów z marmuru, wykonanych głównie ze stopu o skale Mohsa 3, jest bezpośrednim konsekwencją tej samej rangi ordynaryjnej, którą Mohs opracował dla identyfikacji minerałów w 1812 roku. Rozumienie zarówno użyteczności, jak i ograniczeń tej skali – mocnej do szybkiego porównania względnych właściwości – ale nie zastępującej dokładnych danych o mocy materiałów, gdy liczby mają naprawdę kluczowe znaczenie – to małe, ale prawdziwe element naukowej literatury, który rozszerza się dalej niż jakakolwiek klasa geologiczna.

Często zadawane pytania

Wypróbuj na żywo

Wszystko powyżej działa bezpośrednio w Twojej przeglądarce — otwórz Mohs Hardness and Mineral Scratch Testing i zmieniaj parametry podczas działania. Nic nie jest instalowane ani przesyłane na serwer, cały model działa w jednej karcie.