Skala Mohsa to dziesięciostopniowa, porównawcza skala twardości minerałów. Określa odporność na zarysowanie, a nie „twardość” mierzoną jedną, absolutną jednostką. Jej zasada jest prosta: twardszy minerał rysuje miększy.
Czym jest skala twardości minerałów?
Skalę Mohsa opracował niemiecki mineralog Friedrich Mohs w 1812 roku. Uporządkował on dziesięć minerałów wzorcowych od najmiększego, czyli talku o twardości 1, do najtwardszego – diamentu o twardości 10.
Skala służy przede wszystkim do szybkiego porównywania minerałów i wstępnej identyfikacji okazów w terenie. Nie jest pomiarem absolutnym. Informuje, który materiał może zarysować inny, ale nie mówi, o ile dokładnie jest od niego twardszy.
To właśnie odróżnia ją od laboratoryjnych metod, takich jak skala Vickersa. W badaniu Vickersa mierzy się rozmiar odcisku wykonanego diamentowym wgłębnikiem, uzyskując wartość bezwzględną. Skala Mohsa jest prostsza, lecz mniej precyzyjna.
Jak działa skala Mohsa?
Badanie polega na wykonaniu kontrolowanej rysy. Jeśli minerał A zarysuje minerał B, oznacza to, że A jest od niego twardszy. Gdy badany okaz i wzorzec rysują się wzajemnie, ich twardość jest zbliżona albo taka sama.
Dziesięć minerałów wzorcowych tworzy następujący szereg:
- Talk – twardość 1
- Gips – twardość 2
- Kalcyt – twardość 3
- Fluoryt – twardość 4
- Apatyt – twardość 5
- Ortoklaz – twardość 6
- Kwarc – twardość 7
- Topaz – twardość 8
- Korund – twardość 9
- Diament – twardość 10
Skala nie jest liniowa. Różnica między twardością 1 i 2 nie odpowiada różnicy między 9 i 10. Przykładowe wartości absolutne, mierzone innymi metodami, pokazują, że korund jest znacznie twardszy od kwarcu, a diament przewyższa korund wielokrotnie. Dlatego stopień 10 nie oznacza po prostu dziesięć razy większej twardości niż stopień 1.
Wynik może być także zakresem. Jeżeli okaz rysuje kalcyt, ale sam jest rysowany przez fluoryt, jego twardość mieści się między 3 a 4.
Jak sprawdzić twardość minerału w terenie?
Do orientacyjnego testu nie trzeba mieć pełnego zestawu dziesięciu minerałów. Można wykorzystać przedmioty o przybliżonej twardości, takie jak paznokieć, miedziany przedmiot, stalowe ostrze i szkło. Ich właściwości mogą się nieco różnić, dlatego wynik należy traktować jako przybliżenie.
| Twardość | Minerał wzorcowy | Przedmiot testowy |
|---|---|---|
| 1 | Talk | Paznokieć zarysowuje go bardzo łatwo |
| 2 | Gips | Paznokieć może pozostawić rysę |
| 3 | Kalcyt | Miedziany drut lub moneta mogą go zarysować |
| 4–5 | Fluoryt i apatyt | Można je zarysować stalowym ostrzem, choć apatyt stawia większy opór |
| 6 | Ortoklaz | Zwykle wymaga stali narzędziowej, na przykład pilnika |
| 7 | Kwarc | Rysuje szkło |
Badanie przeprowadź w następującej kolejności:
- Oczyść okaz i wybierz mało widoczne miejsce, najlepiej świeży przełam.
- Dobierz narzędzie, zaczynając od materiału miększego, na przykład paznokcia lub miedzianego przedmiotu.
- Przyciśnij narzędzie delikatnie i wykonaj krótką rysę, bez uderzania ani mocnego nacisku.
- Przetrzyj badane miejsce palcem lub miękką szmatką, aby odróżnić prawdziwą rysę od śladu startego materiału.
- Porównaj wynik z kolejnym, twardszym narzędziem i określ przedział twardości.
Jeżeli badany okaz nie jest zarysowany przez szkło, ale sam zostawia na nim wyraźną rysę, jego twardość wynosi najczęściej około 7 lub więcej. Taki test nie zastępuje jednak identyfikacji laboratoryjnej, szczególnie w przypadku cennych albo rzadkich kamieni.
Na co uważać podczas badania?
Test zarysowania jest prosty, ale łatwo uzyskać fałszywy wynik. Najczęstsze problemy wynikają ze stanu powierzchni, zbyt dużego nacisku albo kierunku wykonywania rysy.
Podczas badania zwróć uwagę na następujące kwestie:
- Testuj świeżą, niezwietrzałą powierzchnię, ponieważ zwietrzelina może być miększa niż wnętrze minerału.
- Nie przykładaj dużej siły, szczególnie do małych, kruchych lub wartościowych okazów.
- Sprawdzaj, czy widoczna smuga jest rysą, a nie tylko osadem pozostawionym przez narzędzie.
- Uwzględnij anizotropię, czyli zmianę twardości zależnie od kierunku zarysowania w krysztale.
- W przypadku minerałów o wyraźnej anizotropii, takich jak dysten, wykonaj próbę w więcej niż jednym kierunku.
Skala Mohsa dobrze sprawdza się podczas szybkich obserwacji geologicznych i zajęć dydaktycznych. Zestaw edukacyjny zawierający minerały od talku do kwarcu, szklaną płytkę oraz rysiki miedziany i stalowy pozwala przećwiczyć zasadę porównywania bez używania wszystkich dziesięciu wzorców.
Najważniejsza zasada jest prosta: wartość w skali Mohsa wskazuje relację między minerałami, a nie liniową miarę ich twardości. Dzięki temu test można wykonać szybko, ale dokładniejsza ocena wymaga metod laboratoryjnych.
