Ist die Mohssche Härteskala für Gesteine ​​und Mineralien anderer terrestrischer Planeten als der Erde anwendbar?

Die Mohs-Skala der Mineralhärte ist eine qualitative Ordnungsskala, die die Kratzfestigkeit verschiedener Mineralien durch die Fähigkeit von härterem Material, weicheres Material zu zerkratzen, charakterisiert. Jetzt gibt es eine Standardtabelle, in der Mineralien den Standardwert der Mohs-Härte erhalten. Talk hat den Mohs-Härtewert 1, was bedeutet, dass es das am wenigsten harte Mineral ist, während Diamant den Mohs-Härtewert 10 hat, was bedeutet, dass es das härteste Mineral ist. Den meisten auf der Erde gefundenen Mineralien wurde ein Mohs-Wert zugeordnet. Aber ist diese Skala anwendbar für Mineralien, die auf anderen terrestrischen Planeten gefunden werden, zB Merkur, Venus, Mars?

  1. Quecksilber enthält verschiedene Silikatmineralien von Magnesium, Aluminium und Calcium sowie Eisen. ( Quelle )
  2. Venus enthält Pyrit, Magnetit, Anhydrit, das in Oberflächenbasalten und Rhyolithen gefunden wird. Weitere Beispiele finden Sie hier
  3. Der Mars ist ein mineralreicher Planet. Der Staub, der die Oberfläche des Mars bedeckt, ist fein wie Talkumpuder. Unter der Staubschicht besteht die Marskruste hauptsächlich aus vulkanischem Basaltgestein. Weitere Informationen finden Sie unter Zusammensetzung des Mars .

Kann diesen Gesteinen und Mineralien ein Mohs-Härtewert zugeordnet werden? Warum Warum nicht?

Lose verwandte Fragen:

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Tolle Frage! Wie aktuell formuliert, fragt man nur, ob es anwendbar ist , worauf die Antwort erwartungsgemäß lautet: "Klar, warum nicht; Felsen sind Felsen." Ich empfehle Ihnen, eine Folgefrage zu stellen, die möglicherweise interessantere Antworten enthält. "Wurde die Härte eines Minerals jemals im Weltraum gemessen? Wenn ja, wurde sie anhand der Mohs-Skala der Mineralhärte angegeben?" Zum Beispiel wurden viele Mondgesteine ​​zur Untersuchung auf die Erde zurückgebracht, aber Sie können fragen, ob sie die Messungen überhaupt noch auf dem Mond durchgeführt haben. Die nächste Folgefrage kann nach Robotermissionen fragen.
Mohr oder weniger, wenn Sie ein wenig Humor verzeihen.
@uhoh in der Tat eine großartige Folgefrage. Da es Ihnen in den Sinn gekommen ist, schlage ich vor, dass Sie diese Frage stellen. Mein Upvote bekommst du ;-)
Dies wird wahrscheinlich besser auf EarthScience.SE als auf Space Exploration gefragt, für was es wert ist.
@NilayGhosh Der Name "Earth Science" bedeutet nicht "Wissenschaft nur so, wie sie auf der Erde gilt ", obwohl leicht zu erkennen ist, wie man das denken könnte. Mit „Erdwissenschaft“ ist „Naturwissenschaft“ über die physische Welt gemeint. Konkret sind dort die gesamten Fächer Geologie, Meteorologie, Ozeanographie und Umweltwissenschaften on-topic. Diese Themen decken den gesamten Weltraum ab, nicht nur den Teil des Weltraums, in dem die Erde existiert :-).
@NilayGhosh Außerdem habe ich nicht gesagt, dass diese Frage hier nicht zum Thema gehört, nur dass sie für eine andere Site besser geeignet ist. Nur weil ein Tag auf einer Website vorhanden ist, bedeutet dies nicht, dass eine Frage, die das Tag (oder sogar das Tag selbst) verwendet, für die Website zum Thema gehört. Auf winzigen Seiten wie dieser weniger problematisch als auf Seiten wie Stack Overflow, aber dennoch anwendbar.

Antworten (5)

Ja, denn die überwiegende Mehrheit der Mineralien, die Sie im Weltraum finden können, sind dieselben wie die, die Sie auf der Erde finden (oder synthetisieren) können. Ein Pyrit im Weltraum ist ein Pyrit wie auf der Erde. Ein Wollastonit im Weltraum unterscheidet sich nicht von einem Wollastonit auf der Erde.

Fast alle Weltraummineralien sind auf der Erde vorhanden, aber das Gegenteil ist überhaupt nicht der Fall – Plattentektonik, biologische Chemie und in jüngster Zeit menschliche Aktivitäten haben eine Fülle natürlicher Mineralien hervorgebracht, die nirgendwo sonst im Universum zu sehen sind. Ein besonderes Papier (schlecht, imo) nannte dies „ Mineral-Evolution “, insofern als sich die Mineral-Ansammlung auf der Erde parallel zum biologischen Leben diversifiziert hat.

Aber um auf Ihre Frage zurückzukommen, Mineralien sind Mineralien, egal wo sie gebildet werden, und Härte ist eine intrinsische Materialeigenschaft – Sie können Ihrem Hemd einen Platz auf der Mohs-Härteskala zuweisen, also können Sie jedem im Weltraum gefundenen Material einen Platz zuweisen Platz ebenso.

Weil ich vergessen habe, es zu erwähnen, wird das Studium der außerirdischen Geologie (worum es bei den Apollo-Missionen, all den Mars-Rovern usw. ging) als Planetare Geologie bezeichnet.

Ist das streng wahr? Oder könnte es da draußen Mineralien geben, die unter normalen Erddrücken oder -temperaturen nicht existieren können? Dadurch ist es mit vielen Erdmineralien unvergleichbar.
Irgendwann werden Sie anfangen, die Definition eines Minerals zu verwirren, das ist: ein festes, natürliches, anorganisches, homogenes, kristallines Material mit einer bestimmten chemischen Zusammensetzung. Jeder dieser 5 Punkte – natürliche, anorganische, homogene, kristalline, bestimmte chemische Zusammensetzung – muss ein Mineral sein. Eis ist ein Mineral. Eigentlich ist es eine Familie von Mineralien (da es in vielen verschiedenen Kristallstrukturen existiert). Es gibt einige Formen von Eis, die nicht natürlich auf der Erde vorkommen, aber im Weltraum vorkommen. Wir können sie immer noch studieren.
Andere Dinge liegen weiter draußen – ist das Material von Neutronensternen ein Mineral? Ich würde zu "nein" neigen, aber an diesem Punkt ist es weniger Geologie und mehr Philosophie.
Hier steht geschrieben : „Bestimmte Gesteinsarten sind auf der Oberfläche des Mondes oder Mars härter als auf der Erde, sei es, weil die Mineralien und Druck-/Temperaturbereiche nicht gefunden werden oder weil es weniger Mechanismen gibt, die tieferes Gestein zulassen an die Oberfläche steigen“.
@AntonHengst - Entschuldigung, aber ich werde hier meine Unwissenheit zeigen. Einer der Punkte, die Sie zur Definition eines Minerals auflisten, ist „anorganisch“ – bedeutet „anorganisch“ in der Chemie nicht „sich auf Verbindungen beziehend oder bezeichnend, die nicht organisch sind (im Allgemeinen Verbindungen, die keinen Kohlenstoff enthalten)“? Wenn das der Fall ist, schließt das nicht aus, dass alle kohlenstoffhaltigen Mineralien Mineralien sind? Ich weiß, dass meine Interpretation falsch sein muss, aber wenn Sie mir einen kurzen Hinweis darauf geben könnten, warum, wäre ich sehr dankbar.
@Spratty "Organic" bezieht sich technisch auf Kohlenstoff-Wasserstoff-Bindungen; dies schließt Karbidmaterialien (z. B. Siliziumkarbid) aus. Kohle gilt nach dieser Definition als „organisches Mineral“, ist aber ein Produkt des Lebens. Es wurden einige „organische“ Verbindungen im Weltraum gefunden, und Titan ist größtenteils mit organischem Methan bedeckt.
Metallischer Wasserstoff? Könnte im Kern von Jupiter sein ... Ich frage mich, wie es wäre?
@lijat " Ist das genau richtig? Oder könnte es da draußen Mineralien geben, die unter normalen Erddrücken oder -temperaturen nicht existieren können? Dadurch sind sie mit vielen Erdmineralien nicht vergleichbar." Das wären nur völlig neue Mineralien.
@AntonHengst Ich denke, es könnte sich lohnen, am Ende des ersten Absatzes darauf hinzuweisen, dass es in dieser Hinsicht in der Wissenschaft keine besondere Unterscheidung zwischen "Erde" und "im Weltraum" gibt ... da wir hier auf der Erde auch "in" sind Raum".
@pjc50 - danke dafür; Ich wusste, dass mir etwas fehlen musste. Da ich kein Wissenschaftler bin, werde ich oft von unvollständigem Wissen überrascht, also ist das eine von der Liste. Danke noch einmal.
Wäre es nicht „Lunar Geology“ für Apollo? Oder irgendeine andere Geologie, die auf einem Mond und nicht auf einem Planeten vorkommt? Ich bin mir nicht sicher, welches Wort Sie für Asteroiden, Kometen usw. verwenden würden. Ich denke, "Stellar Geology" könnte eine Sache sein, wenn Sie die Sonne oder einen anderen Stern studieren (natürlich aus sicherer Entfernung).
@DarrelHoffman "Geo" ist "Von der Erde", daher ist "Lunar Geology" "Lunar Study of the Earth". Klingt, als würdest du vom Mond aus auf die Erde blicken. „Exogeographie“ wäre ein „korrekterer“ weitläufiger Begriff. Am Ende ist es nur ein Name. Ob ein großer Brocken Weltraumgestein einen Stern oder einen Planeten umkreist, ob er rund oder klumpig ist, spielt für den Geologen keine Rolle. Ähnliche Frage zu "Aerologie" .
@Schwern sicher, vielleicht ist die Wurzel so, aber darauf hinzuweisen, dass "Geologie" das "Studium der Erde" ist und nur ist, ist gleichzeitig zu weitreichend und viel zu eng - eine hoffnungslos naive und blind reduktionistische Übung im Spiel mit Wörtern . Und bitte fangen Sie erst gar nicht an, Geologie und Geografie miteinander zu verschmelzen, da liegen Sie völlig falsch. Der Rest Ihres Kommentars ist korrekt, aber die erste Hälfte wird wahrscheinlich einige eifrige Leser dazu verleiten, sich mit "lustigen Fakten" über das Wort und die Wissenschaft zum Narren zu machen.
@AntonHengst Wir sind uns einig. Ich habe anhand von Beispielen veranschaulicht, wie der Versuch, den "richtigen" oder immer spezifischeren Begriff zu finden, schnell albern wird.

Ja, aber mit ein paar Modifikationen.

  1. Auf einigen Planeten, insbesondere der Venus in unserem Sonnensystem, können andere Bedingungen als auf der Erde, insbesondere die Temperatur, die Mineralhärte beeinflussen. Pyrit ist in der Tat Pyrit, aber bei 400+°C auf der Venusoberfläche kann es eine andere Härte haben als bei 20°C auf der Erde. Daher muss zwischen der Härte eines venusischen Minerals auf der Venus und der Härte unter Erdumgebungsbedingungen unterschieden werden.

  2. Wenn wir uns dem äußeren Sonnensystem zuwenden, können wir Eis von Materialien finden, die auf der Erde normalerweise flüssig oder gasförmig sind. Solches Eis könnte eine Härte haben, die weit unter der von Talk liegt, wie bei Stickstoffeis auf Triton [1] . Die Mohs-Skala müsste entsprechend erweitert werden.

Referenz

1. MR Maughan, Z. Hacker, JW Leachman, JW Hartwig, "Solid Nitrogen Hardness Measurements at Triton Surface Conditions", 51st Lunar and Planetary Science Conference (2020), S. 1690-1691.

"Daher muss zwischen der Härte eines venusianischen Minerals auf der Venus und der Härte unter Erdumgebungsbedingungen unterschieden werden." - Dies kann durch die Vorgabe von STP/NTP bei der Durchführung von Härteprüfungen behoben werden. Ich frage mich, ob auch ein Konzept der "Standardschwerkraft" erforderlich wäre ... beeinflusst die Schwerkraft die Härte?
"Beeinflusst die Schwerkraft die Härte?" Wie viel? Stress durch Gravitationskräfte wäre sehr klein im Vergleich zu den Stressskalierungsfaktoren (zB Zugfestigkeit) eines typischen Minerals, aber tief im Inneren des Planeten könnte er groß werden. Komprimiertes Material tief im Inneren könnte durchaus härter sein als das, was wir auf einer Planetenoberfläche finden. Die Mineralhärte bei STP/NTP ist mit einem Material wie Stickstoff nicht möglich, und dennoch sind ihre Härte und Festigkeit wichtig für den Aufbau geologischer Merkmale auf äußeren Körpern des Sonnensystems.
Hier steht geschrieben : „Bestimmte Gesteinsarten sind auf der Oberfläche des Mondes oder Mars härter als auf der Erde, sei es, weil die Mineralien und Druck-/Temperaturbereiche nicht gefunden werden oder weil es weniger Mechanismen gibt, die tieferes Gestein zulassen an die Oberfläche steigen“.
@OscarLanzi Eine Folge der Schwerkraft ist Druck. Im Kern von Jupiter ist der Druck so hoch, dass metallischer Wasserstoff existieren könnte. Dieses Material würde einfach sofort zu Gas st STP sublimieren.
Habe ich im Kommentar nicht zwischen Innen- und Oberflächen von Planeten unterschieden?
So wie wir eine kosmische Leiter von Objekten haben, deren Nützlichkeit zur Bestimmung von Entfernungen überlappende Entfernungen haben, könnten vielleicht Materialien mit überlappenden Temperaturbereichstoleranzen gefunden werden, um die Mohs-Skalen zu erweitern. Talk von 20° bis 52°, foo von 45° bis 207°, bar von 195° bis 538°. Venus-Pyrit würde also auf einen Barrenblock geritzt.

Ja, aus dem einfachen Grund, dass es sich um eine Härteskala und nicht um eine Klassifizierung von Mineralien handelt: Die Mineralien dienen nur als Härtebeispiele an verschiedenen Stellen der Skala.

Tatsächlich ist die Mohs-'Skala' ziemlich qualitativ. Es gibt eine Reihe anderer Skalen, die direkt verwendet werden könnten, wie z. B. die Rockwell-Härte - eine gut definierte Charakterisierungstechnik. Mit einem Rockwell-Härteprüfgerät auf einem anderen Planeten kann es die Rockwell-Härte problemlos messen.

Ja. Wenn etwas weicher als Talk oder härter als Diamant auftaucht, ändert der neue Tief- oder Hochpunkt die Skala selbst, indem er das Spektrum erweitert, aber die relativen Positionen von allem anderen bleiben unverändert.

Die Antwort wäre immer noch Ja, wenn es sich um eine absolute Skala wie die Temperatur handeln würde. Die Gefrier- und Siedepunkte von Wasser können unter verschiedenen Bedingungen variieren, aber nicht, weil Neufundium im Weltraum auftaucht.

Die Mohs-Härteskala funktioniert (im Wesentlichen) folgendermaßen: Wenn etwas Talk (mit einer Härte von 1), aber nicht Gips (mit einer Härte von 2) kratzen kann, wird ihm eine Zahl zwischen 1 und 2 zugewiesen Da Graphit eine Härte von 1,5 hat , wird dem von Ihnen getesteten Material, wenn es Graphit kratzen kann, ein Wert zwischen 1,5 und 2 zugeordnet .

Sie fragen also, ob eine Zuordnung der Mohs-Härte zu Dingen wie Pyrit, Magnetit und Anhydrit gemacht werden kann, die auf der Venus existieren. Natürlich kann es das im Prinzip, denn wenn Pyrit etwas mit einem Härtegrad von 5 kratzen kann, aber nicht etwas mit einem Härtegrad von 5,25, dann muss ihm ein Wert zwischen 5 und 5,25 zugewiesen werden.

Auf den Hauptvorbehalt wurde von Oscar Lanzi hingewiesen, nämlich dass die Bedingungen auf anderen Planeten anders sind als auf der Erde (nicht nur Temperatur und Druck aufgrund von Gasen in der Atmosphäre, sondern auch aufgrund der Schwerkraft). Um die Härte von „Pyrit auf der Venus“ im Verhältnis zu Talk oder Gips „auf der Erde“ wirklich zu messen, müssten Sie wahrscheinlich eine Computersimulation durchführen, die auf den bekannten Bedingungen auf der Venus basiert.

„Die Härte von ‚Pyrit auf der Venus‘ im Verhältnis zu Talk oder Gips ‚auf der Erde‘ wirklich zu messen …“ lässt einen in der Tat innehalten! Stellen Sie sich vor, es gäbe eine Überkreuzung; ein Paar Standardproben, von denen eine auf der Erde härter war, aber aufgrund einiger exotischer Bedingungen die andere auf Planet X härter war! Eine richtige, auf Standards basierende Mohs-Skala wäre nicht mehr monoton, huch! Man könnte also die Mohs-Proben oder sorgfältig ausgewählte Stellvertreter zu Planet X mitbringen und dann ein einfaches Sklerometer sowohl für die zu messende Probe als auch für alle unsere Standards verwenden.
(Sclerometer-Videos: 1 , 2 ) Als Experimentator dachte ich darüber nach, wie man Daten sammelt. Ich bin mir noch nicht sicher, wie die vorgeschlagene Berechnung die interplanetare Mohs-Skala ansprechen würde; Gibt es bereits einen rechnerischen Härteparameter? Wenn ja, wie wird es mit Messungen verglichen?
Obwohl ich hoffe, dass ich falsch liege, und es noch viel interessante Forschung zu diesem Thema zu tun gibt, scheinen „exotische Bedingungen“ nicht wirklich zu existieren, da PT-Änderungen die Hauptursachen für Änderungen im Materialverhalten sind. Wenn solche PT-gesteuerten Materialänderungen auftreten, geschieht dies typischerweise als polymorphe Phasenänderung. Der Vorschlag, dass "whooo, exotische Änderungen der Härte" aufgrund von Alpha-Quarz zu Cristobalit (oder was Sie haben) ist genauso albern wie zu sagen "whooo, exotische Änderungen der Härte" aufgrund von festem Quarz, der zu flüssigem Quarz wird.
Wenn eine Änderung der Bedingungen eine Änderung der physikalischen Struktur bewirkt, können alle Eigenschaften variieren – nicht nur die Härte. An diesem Punkt könnte man es genauso gut eine neue Phase nennen. Aber auch nichts wert: Die Härte innerhalb einer Phase ist auch eine Funktion von PT .... Betrachten Sie das Erhitzen von Metall.
Ist die Mohssche Härteskala für Gesteine ​​und Mineralien anderer terrestrischer Planeten als der Erde anwendbar?
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