¿La escala de dureza mineral de Mohs es aplicable a rocas y minerales de planetas terrestres distintos de la Tierra?

La escala de dureza mineral de Mohs es una escala ordinal cualitativa que caracteriza la resistencia al rayado de varios minerales a través de la capacidad del material más duro para rayar el material más blando. Ahora hay una tabla estándar donde a los minerales se les da un valor estándar de dureza de Mohs. El talco tiene un valor de dureza Mohs 1, lo que significa que es el mineral menos duro, mientras que el diamante tiene un valor de dureza Mohs 10, lo que significa que es el mineral más duro. A la mayoría de los minerales que se encuentran en la Tierra se les ha asignado un valor de Mohs. Pero, ¿es esta escala aplicable a los minerales que se encuentran en otros planetas terrestres, es decir, Mercurio, Venus, Marte?

  1. El mercurio contiene varios minerales de silicato de magnesio, aluminio y calcio y hierro. ( fuente )
  2. Venus contiene pirita, magnetita, anhidrita que se encuentran en basaltos superficiales y riolitas. Ver más ejemplos aquí
  3. Marte es un planeta rico en minerales. El polvo que cubre la superficie de Marte es tan fino como el polvo de talco. Debajo de la capa de polvo, la corteza marciana se compone principalmente de roca basáltica volcánica. Consulte Composición de Marte para obtener más información.

¿A estas rocas y minerales se les puede asignar un valor de dureza de Mohs? ¿Por qué por qué no?

Preguntas vagamente relacionadas:

  1. ¿Qué tan afilados son los pedazos de arena y roca en Marte?
  2. ¿Son las rocas de Marte o la Luna lo mismo que las rocas de la Tierra?
¡Gran pregunta! Tal como está redactado actualmente, solo pregunta si se puede aplicar, a lo que la respuesta es la esperada: "Claro, por qué no; las rocas son rocas". Le recomiendo que haga una pregunta de seguimiento que puede tener respuestas más interesantes; "¿Se ha medido alguna vez la dureza de un mineral en el espacio? Si es así, ¿se informó utilizando la escala de dureza mineral de Mohs?" Por ejemplo, muchas rocas lunares fueron traídas a la Tierra para su estudio, pero puede preguntar si hicieron las mediciones mientras aún estaban en la Luna. La siguiente pregunta de seguimiento puede ser sobre misiones robóticas.
Mohr o menos, si me perdonan un poco de humor.
@uhoh, de hecho, una gran pregunta de seguimiento. Ya que se te ocurrió, te sugiero que hagas esta pregunta. Tendrás mi voto a favor ;-)
Probablemente sea mejor preguntar esto en EarthScience.SE en lugar de Space Exploration, por lo que vale.
@NilayGhosh El nombre "Ciencias de la Tierra" no significa "ciencia solo como se aplica en la Tierra ", aunque es fácil ver cómo se podría pensar eso. Por ciencia de la "Tierra", significa ciencia "natural" sobre el mundo físico. Específicamente, todos los temas de geología, meteorología, oceanografía y ciencias ambientales están sobre el tema allí. Esos temas cubren todo el espacio, no solo el espacio en el que existe la Tierra :-).
@NilayGhosh Además, no dije que esta pregunta estuviera fuera de tema aquí, solo que es más apropiada para otro sitio. Dicho esto, el hecho de que exista una etiqueta en un sitio no significa que una pregunta que use la etiqueta (o incluso la etiqueta en sí) esté relacionada con el tema del sitio. Un problema menor en sitios pequeños como este en comparación con sitios como Stack Overflow, pero aún así es aplicable.

Respuestas (5)

Sí, porque la gran mayoría de los minerales que puedes encontrar en el espacio son los mismos que puedes encontrar (o sintetizar) en la Tierra. Una pirita en el espacio es una pirita como en la Tierra. Una wollastonita en el espacio no es diferente a una wollastonita en la Tierra.

Casi todos los minerales espaciales están presentes en la Tierra, pero lo contrario no es del todo cierto: la tectónica de placas, la química biológica y, muy recientemente, la actividad humana han producido una gran cantidad de minerales naturales que no se ven en ningún otro lugar del universo. Un artículo en particular (mal, en mi opinión) llamó a esto " evolución mineral ", en la medida en que el conjunto de minerales en la Tierra se ha diversificado junto con la vida biológica.

Pero volviendo a tu pregunta, los minerales son minerales sin importar dónde se hayan formado, y la dureza es una propiedad material intrínseca: puedes asignarle a tu camisa un lugar en la escala de dureza de Mohs, por lo que puedes asignarle a cualquier material que se encuentre en el espacio una lugar también.

Porque olvidé mencionarlo, el estudio de la geología extraterrestre (que es de lo que se trataban las misiones Apolo, todos los rovers de Marte, etc.), se llama Geología Planetaria.

¿Es esto estrictamente cierto? ¿O podría haber minerales por ahí que no pueden existir bajo presiones o temperaturas terrestres normales? Haciéndolo entonces incomparable a muchos minerales de la tierra.
En algún momento, comenzará a confundir la definición de un mineral, que es: un material cristalino homogéneo inorgánico natural sólido con una composición química definida. Cada uno de esos 5 puntos-natural, inorgánico, homogéneo, cristalino, composición química definida-se requiere para ser un mineral. El hielo es un mineral. En realidad, es una familia de minerales (debido a que existen en muchas estructuras cristalinas diferentes). Hay algunas formas de hielo que no se encuentran naturalmente en la Tierra, pero sí en el espacio. Todavía podemos estudiarlos.
Otras cosas están más alejadas: ¿el material de la estrella de neutrones es un mineral? Me inclinaría por "no", pero en ese punto, es menos geología y más filosofía.
Está escrito aquí que: "ciertos tipos de rocas son más duras en la superficie de la Luna o Marte que en la Tierra, ya sea porque no se encuentran los minerales y los rangos de presión/temperatura o porque hay menos mecanismos que permiten que rocas más profundas subir a la superficie".
@AntonHengst: lo siento, pero estoy a punto de mostrar mi ignorancia aquí. Uno de los puntos que enumera para definir un mineral es "inorgánico": en química, ¿"inorgánico" no significa "relacionado con o que denota compuestos que no son orgánicos (en general, compuestos que no contienen carbono)"? Si ese es el caso, ¿no descarta eso que todos los minerales que contienen carbono sean, bueno, minerales? Sé que mi interpretación debe ser incorrecta, pero si pudiera darme una breve indicación de por qué, estaría muy agradecido.
@Spratty "Orgánico" técnicamente se refiere a enlaces carbono-hidrógeno; esto descarta los materiales de carburo (por ejemplo, carburo de silicio). El carbón cuenta como un "mineral orgánico" según esta definición, pero es un producto de la vida. Se han encontrado algunos compuestos "orgánicos" en el espacio, y Titán está cubierto principalmente de metano orgánico.
¿Hidrógeno metálico? Podría estar en el centro de Júpiter... Me pregunto cómo sería.
@lijat "¿ Es esto estrictamente cierto? ¿O podría haber minerales que no pueden existir bajo presiones o temperaturas terrestres normales? Por lo tanto, lo hacen incomparable con muchos minerales terrestres". Esos serían minerales completamente nuevos.
@AntonHengst Creo que valdría la pena señalar al final del primer párrafo que no existe una distinción especial en la ciencia entre "Tierra" y "en el espacio" a este respecto... ya que aquí en la Tierra también estamos "en espacio".
@pjc50 - gracias por eso; Sabía que me tenía que estar perdiendo algo. No ser un científico de ningún tipo significa que a menudo me quedo atrapado por un conocimiento incompleto, así que ese es uno de la lista. Gracias de nuevo.
¿No sería "Geología Lunar" para Apolo? ¿O cualquier otra geología que ocurra en una luna y no en un planeta? No estoy seguro de qué palabra usarías para asteroides, cometas, etc. Supongo que "geología estelar" podría ser una cosa si estuvieras estudiando el sol u otra estrella (desde una distancia segura, por supuesto).
@DarrelHoffman "Geo" es "De la Tierra", por lo tanto, "Geología lunar" es "Estudio lunar de la Tierra". Parece que estás mirando la Tierra desde la Luna. "Exogeografía" sería un término expansivo "más correcto". Al final es solo un nombre. Al geólogo no le importa mucho si un gran trozo de roca espacial orbita alrededor de una estrella o un planeta, o si es redondo o grumoso. Pregunta similar sobre "aerología" .
@Schwern seguro, tal vez la raíz sea tal, pero sugerir que la "geología" es, y solo es, el "estudio de la tierra" es simultáneamente demasiado expansivo y demasiado estrecho: un ejercicio irremediablemente ingenuo y ciegamente reduccionista de jugar con palabras . Y, por favor, ni siquiera empieces a confundir geología y geografía, ya que estarías muy equivocado. El resto de su comentario es correcto, pero es probable que la primera mitad engañe a algunos lectores entusiastas para que hagan el ridículo con "datos divertidos" sobre la palabra y la ciencia.
@AntonHengst Estamos de acuerdo. Estaba ilustrando con el ejemplo cómo tratar de obtener el término "correcto" o más y más específico rápidamente se vuelve tonto.

Sí, pero con un par de modificaciones.

  1. En algunos planetas, notablemente Venus dentro de nuestro Sistema Solar, condiciones diferentes a las de la Tierra, especialmente la temperatura, pueden afectar la dureza de los minerales. La pirita es de hecho pirita, pero a más de 400 °C en la superficie de Venus puede tener una dureza diferente a la de los 20 °C en la Tierra. Por lo tanto, se debe hacer una distinción entre la dureza de un mineral venusiano en Venus y la dureza en las condiciones ambientales de la Tierra.

  2. Volviendo al Sistema Solar exterior, podemos encontrar hielos de materiales que normalmente son fluidos o gaseosos en la Tierra. Estos hielos podrían tener una dureza muy por debajo de la del talco, como ocurre con el hielo de nitrógeno sobre tritón [1] . La escala de Mohs tendría que ampliarse en consecuencia.

Referencia

1. MR Maughan, Z. Hacker, JW Leachman, JW Hartwig, "Medidas de dureza de nitrógeno sólido en las condiciones de la superficie de Tritón", 51.ª Conferencia de ciencia lunar y planetaria (2020), p 1690-1691.

"Por lo tanto, se debe hacer una distinción entre la dureza de un mineral venusiano en Venus y la dureza en las condiciones ambientales de la Tierra". - Esto se puede solucionar estipulando STP/NTP al realizar las pruebas de dureza. Me pregunto si también se necesitaría un concepto de "gravedad estándar"... ¿la gravedad afecta la dureza?
"¿La gravedad afecta la dureza?" ¿Cuánto cuesta? El estrés de las fuerzas gravitatorias sería muy pequeño en comparación con los factores de escala de estrés (por ejemplo, la resistencia a la tracción) de un mineral típico, pero en el interior del planeta podría aumentar. El material comprimido en el interior bien podría ser más duro que el que encontramos en la superficie de un planeta. La dureza mineral en STP/NTP no es posible con un material como el nitrógeno y, sin embargo, su dureza y resistencia son importantes para construir características geológicas en los cuerpos del sistema solar exterior.
Está escrito aquí que: "ciertos tipos de rocas son más duras en la superficie de la Luna o Marte que en la Tierra, ya sea porque no se encuentran los minerales y los rangos de presión/temperatura o porque hay menos mecanismos que permiten que rocas más profundas subir a la superficie".
@OscarLanzi Una consecuencia de la gravedad es la presión. En el centro de Júpiter, la presión es tan alta que podría existir hidrógeno metálico. Este material se sublimaría inmediatamente a gas st STP.
¿No distinguí entre interiores y superficies de planetas en el comentario?
Así como tenemos una escalera cósmica de objetos cuya utilidad para determinar la distancia tienen distancias superpuestas, quizás se podrían encontrar materiales con tolerancias de rango de temperatura superpuestas para ampliar las escalas de Mohs. Talco de 20° a 52°, foo de 45° a 207°, barra de 195° a 538°. Entonces, la pirita venusina se rayaría en un bloque de barra.

Sí, por la sencilla razón de que es una escala de dureza en lugar de una clasificación de minerales: los minerales sirven solo como ejemplos de dureza en varios lugares de la escala.

De hecho, la 'escala' de Mohs es bastante cualitativa. Hay una serie de otras escalas que podrían usarse directamente, como la dureza Rockwell, una técnica de caracterización bien definida. Dado un probador de dureza Rockwell en otro planeta, puede medir la dureza Rockwell muy bien.

Sí. Si aparece algo más blando que el talco o más duro que el diamante, el nuevo punto bajo o alto cambia la escala misma al extender el espectro, pero las posiciones relativas de todo lo demás permanecen sin cambios.

La respuesta seguiría siendo Sí si fuera una escala absoluta, como la temperatura. Los puntos de congelación y ebullición del agua pueden variar en diferentes condiciones, pero no porque Newfoundium aparezca en el espacio exterior.

La forma en que funciona la escala de dureza de Mohs (esencialmente) es que si algo puede rayar el talco (que tiene una dureza de 1), pero no el yeso (que tiene una dureza de 2), entonces se le asignará un número entre 1 y 2. Dado que el grafito tiene una dureza de 1,5, si el material que está probando puede rayar el grafito, se le asignará algo entre 1,5 y 2. Si desea ser más preciso, puede medir la dureza al rayado con un esclerómetro .

Entonces, usted está preguntando si se puede hacer o no una asignación de dureza de Mohs a cosas como pirita, magnetita, anhidrita que existen en Venus. Por supuesto que puede, en principio, porque si la pirita puede rayar algo con una dureza de 5, pero no puede rayar algo con una dureza de 5,25, entonces se le debe asignar un valor entre 5 y 5,25.

La advertencia principal ha sido señalada por Oscar Lanzi, y es que las condiciones en otros planetas son diferentes a las de la Tierra (no solo temperatura y presión debido a los gases en la atmósfera, sino también debido a la gravedad). Para medir verdaderamente la dureza de la "pirita en Venus" en relación con el talco o el yeso "en la Tierra", probablemente necesite hacer una simulación por computadora basada en las condiciones conocidas en Venus.

"Para medir verdaderamente la dureza de la 'pirita en Venus' en relación con el talco o el yeso 'en la Tierra'..." ¡realmente da una pausa! Imagínese si hubiera un cruce; un par de muestras estándar, ¡cuál fue más difícil en la Tierra, pero debido a algunas condiciones exóticas, la otra fue más difícil en el Planeta X! Una escala de Mohs adecuada basada en estándares ya no sería monótona, ¡ay! Entonces, uno podría traer los especímenes de Mohs o los representantes cuidadosamente elegidos al Planeta X y luego usar un esclerómetro simple tanto en la muestra que se medirá como en todos nuestros estándares.
(Videos de esclerómetros: 1 , 2 ) Siendo un experimentador pensé en cómo recolectar datos. Todavía no estoy seguro de cómo el cálculo propuesto abordaría la escala de Mohs interplanetaria; ¿Existe ya un parámetro de dureza computacional? Si es así, ¿cómo se compara con las medidas?
Si bien espero estar equivocado, y hay muchas investigaciones interesantes por hacer sobre el tema, las "condiciones exóticas" realmente no parecen existir mucho, dado que los cambios de PT son los principales impulsores de los cambios en el comportamiento material. Cuando ocurren tales cambios en el material impulsados ​​por PT, generalmente se trata de un cambio de fase polimórfico. Sugerir que "vaya, cambios exóticos en la dureza" debido a que el cuarzo alfa se convierte en cristobalita (o lo que sea) es tan tonto como decir "vaya, cambios exóticos en la dureza" debido a que el cuarzo sólido se convierte en cuarzo líquido.
Cuando una variación en las condiciones induce un cambio en la estructura física, todas las propiedades pueden variar, no solo la dureza. En ese punto, bien podría llamarlo una nueva fase. Pero tampoco vale nada: la dureza dentro de una fase también es una función de PT ... considere calentar metal.