Шкала Мооса для определения твердости камней является минералогическим методом изучения. Главный способ получения данных – царапание. Основной перечень известных науки минералов получили оценку твердости по представленной шкале. На основании данных было собрано 10 эталонов, по которым происходит ориентирование для определения твердости.
Фридрих Мооса разработал подобную шкалу еще в 1811 году, однако, несмотря на развитие науки и техники, она по-прежнему актуальна. Расстановка минералов производится по возрастанию от менее твердой породы. Геммологи на международном уровне пользуются грубым разграничением. Данный метод оказался крайне удобен, поэтому до сих пор интересен науке.
Ученые всего мира признают, что метод, при котором используется царапание, крайне интересен, но при этом невероятно прост. Немецкий ученый предложил взять за основание 10 пород минералов. Результатом изучения стала специально разработанная шкала десяти пород. Методом царапания в качестве эталонов приняты камни, степень прочности межмолекулярных связей которых располагается в шкале от самого мягкого до самого твердого.
Если говорить наглядно, что такое твердость камней по шкале Мооса, то стоит привести пример-объяснение. Самый мягкий минерал тальк не оставит царапин ни на одном из образцов из шкалы. Алмаз – последний в шкале, напротив, оставит след на любом камне натурального происхождения. Таким образом, царапание одним из десяти эталонных образцов позволяет провести анализ относительной твердости и предположить абсолютную.
Например, зеленый прозрачный минерал, который будет легко царапаться топазом, а сам оставлять след на кварце, скорее всего, берилл. Или если минерал нашли на Урале, но он не повреждает поверхность горного хрусталя, но царапает ортоклаз 72, значит, перед нашими глазами хризолит. Показатель 8 единиц в таблице, который относится к хризобериллу, означает, что он царапает топаз.
Несмотря на простоту и нечеткость данного метода исследования, так как многие разновидности камней имеют в характеристиках сразу несколько уровней твердости, таблица используется учеными как прикладное средство диагностики.
Твердость имеет для геммологов практическое значение, на основании показателя выясняется целевое направление применения. Соответственно, абразивный износ значительно меньше.
Список камней, которые Моос принят за ориентир, собран в таблицу, низменную на сегодняшний день. Однако появились аналоги, которые немного доработали принцип диагностики.
- Тальк. Максимально мягкий минерал. По шкале его твердость равна единице. Может быть поцарапан даже ногтем, аналогичный параметр которого равен 2,5 единицам. Аналогом стоит считать графит.
- Гипс. Параметр по шкале в два раза больше предыдущего, однако его также легко поцарапать ногтем. Аналогами впору считать слюду, кристаллы поваренной соли и многие другие хлориты.
- Кальцит. Часто в научной литературе можно встретить название шпат. Находится на третьем месте по твердости, поэтому ногтем его уже не поцарапать. За основу есть смысл взять лезвие перочинного ножа. Показатель его твердости – 5,5. Также за эталон можно взять медь и ее сплавы, изделие из которых поцарапает кальцит. Сходен по твердости камень слоистый биотит. Интересно, что параметрами твердости 3 обладает червонное золото и чистое серебро.
- Флюорит. Называется плавиковый шпат. Может оставить след на камне стальной нож или осколок стекла, который в два раза превосходят по твердости минерал. Доломит и сфалерит имеют схожую твердость, но обладают меньшей эстетической привлекательностью.
- Апатит. Камень используют при создании ювелирных изделий, большинство стальных сплавов прочную поверхность не берет. Если сравнить с флюоритом, то его твердость в два раза выше. Обычное оконное стекло может поцарапать самоцвет, но оставит слабый неглубокий след. Аналогичен по твердости блестящий гематит и синий лазурит.
- Ортоклаз. Называется также полевым шпатом. В сравнении с апатитом, по шкале имеет большую твердость в два раза. Минерал характеризуется тем, что царапается только твердосплавными металлами, поэтому уже не царапается стеклом. Опал и ортоклаз находятся на одном уровне твердости в шкале Мооса, также к ним можно отнести врастающий в кристалл рутил.
- Кварц. По отношению к ортоклазу тверже в 1,5 раза. Воздействие производят корунды и алмаз. Горный хрусталь и гранат пироп нисколько не отличаются по твердости между собой.
- Топаз. Относится топаз к виду твердых самоцветов. Имеет твердость в два раза выше, нежели предыдущий экземпляр. Аналогичным параметром обладает шпинель и аквамарин.
- Корунд. Тверже топаза в четыре раза. В одном ряду стоят карбид вольфрама, рубины и кашмирские сапфиры.
- Алмаз. Эталон твердости. Среди камней природного происхождения разницы равных по твердости нет. В 4 раза тверже предыдущего уровня. Считается, что твердость материала находится на предельном уровне, среди существующих объектов.
Читайте также: Магические свойства и кому подходит алатырь
Как определяется твердость камней по шкале Мооса
Для упрощения работы ученые разработали специальные эталонные острия, в которых встроены небольшие куски материалов, собранных в таблице.
Твердость можно считать косвенным подтверждением отношения материала к определенному происхождению. В работе при данном методе используется напильник, надфиль. Эта процедура может быть выполнена только профессионалом, так как человек без опыта способен нанести тяжелый урон красоте камня. Ювелиры широко применяют данные знания при проверке на подлинность алмазов и бриллиантов. Если камень имеет природное происхождение, то при попытке поцарапать поверхность ничего не произойдет. Искусственный бриллиант и алмаз не выдержат такой проверки.
Или же можно применить методику наоборот. Взять алмаз и поцарапать им камень на ступеньку ниже в таблице. Если след останется, то подлинность драгоценного камня подтвердится. Камень естественного происхождения оставит после себя глубокий след в сравнении с другими минералами. Ювелиры используют современные методы диагностики подлинности, так как определение их твердости по шкале Мооса повреждает поверхность драгоценного камня. Чаще всего используется метод рефракции, то есть определение натуральности на основании преломления лучей. Но до изобретения современных методов и технологий шкала Мооса была единственным способом определения подлинности.
Ювелиры вынимали камень из оправы и старались поцарапать в месте, где повреждение не будет заметно. При этом использовали собственноручно сделанными приборами с эталонными лезвиями.
Несмотря на то что на сегодня шкала Мооса является не самым точным методом изучения, специалисты всего мира используют ее повсеместно. Да и клиенту объяснить принцип получения информации при помощи указанного метода крайне просто. Получив данные о твердости, можно определить, как относиться к минералу, в каких условиях его содержать и прочие параметры.
Немного интересного о шкале Мооса
Проводя анализ природных камней по шкале Мооса необходимо правильно подбирать эталон и иметь в виду, что одна и та же разновидностей камней будет иметь различные характеристики в зависимости от происхождения. Например, сапфиры мягче, если они добыты на месторождении в Кашмире, но тверже, если на Шри-Ланке. Или же алмазы Австралии тверже южноафриканских.
Если шкала Мооса используется регулярно, рекомендуется собрать эталонные инструменты, лезвия которых будут встроены в металлические трубчатые оправы. Не все камни разрешается позволить использовать ввиду их стоимости. Например, алмаз можно заменить на аналогичный по параметру твердости эльбор. Данный камень относится к искусственным, но для шкалы твердости хватит.
Для оцарапывания необходимо выбрать ровную гладкую область. Движения аккуратные короткие. После нанесения царапины необходимо увеличить поврежденную область. Человеческий глаз без инструментов не всегда сможет точно определить характер повреждений.
Так как основная масса материалов природного происхождения имеет твердость не более 6 единиц, то целесообразнее сразу же приступать к царапанию апатитом или стеклом, которые обладают твердостью 5 единиц.
Стоит учитывать, что некоторые минералы имеют различную степень твердости на разных участках камня.
Если материал не имеет кристаллической структуры, то получить достоверный результат крайне сложно. Гематит в состоянии красной охры показывает ложный мягкий показатель.
Если проводится анализ ювелирного камня, который находится в изделии, то его необходимо аккуратно вынуть из оправы. Царапина проводится на области, скрытой под металлом. Если оцарапать видимую область, то ювелирная ценность снизиться.
Однако желание ученых разработать шкалу, которая будет давать точный результат, не увенчалось успехом. Популярность шкалы Мооса доказана годами использования профессионалами.
