Нефрит – самый прочный камень или каменный войлок?

Поделитесь с друзьями!

По всему миру мы находим массивные обработанные камни. Которые весят, порой, более 1000 тонн! Но как именно наши далекие предки перемещали в нужное место эти камни? Неужели они использовали лишь силу своих рук?

Или, возможно, как предполагают некоторые исследователи, наши предки использовали какие-то ныне утраченные технологии?

Здравый смысл подсказывает, что все эти камни были слишком тяжелыми для перемещения без помощи каких-то вспомогательных устройств. Но ведь считается, что в те времена у людей не было необходимых средств для транспортировки огромных глыб на большие расстояния.

Множество подобных объектов было обнаружено в Египте. Давайте поговорим о них. А заодно поразмышляем о том, как именно они были доставлены к своему нынешнему месту нахождения.

Твердость, как характеристика минерала

Если говорить о таком свойстве, как твердость минералов, то стоит сказать, что это сопротивление вещества, которое оказывает его поверхность при попытке царапания камнем или другим предметом. Показатель напрямую зависит от кристаллической решетки и строения атомов в камне. Но также следует знать, что такая характеристика, как твердость, может быть непостоянной и зависеть от таких факторов, как:

• Направление камня. Ярким примером является кианит. В одном случае его твердость определяется как 5, и он царапается ножом, а в другом, как 7, и нож следов не оставляет.
• Агрегатное состояние камня. Например, скрытокристаллические, тонкопористые и порошковатые виды веществ имеют ложные малые твердости. Так, гематит в кристаллах шкалы твердости Мооса оценивают на 6 баллов, а в виде красной охры показатель падает ниже четверки.
• Месторождения камня. Сапфиры, добытые в Цейлоне тверже, чем рубины, а кашмирские сапфиры — мягче. Это объясняется естественными процессами во время образования камня. И даже алмазы с Калимантана и Уэльса тверже, чем экземпляры с ЮАР.

Определение твердости осуществляется путем поиска эталонного материала, который он способен поцарапать. Или же подбираются камни, которые могут поцарапать его. Сама шкала основана на сравнении, поэтому с ее помощью производится грубая сравнительная оценка минерала. Шкала Мооса работает по системе мягче-тверже и называется относительной.

С ее помощью можно определить и промежуточные значения твердости — в таком случае показатель записывается дробью. Например, число 8, под которым находится хризоберилл в классификации, означает, что камень царапает топаз так же, как сам царапается корундом. А вот гранат тверже, чем кварц, но мягче берилла и поэтому получил значение 7.

Чем больше обнаруживают новых камней, тем больше расширяется классификация и появляются промежуточные значения. Но костяк таблицы Мооса остается тем же. А еще до сих пор работает правило: чем тверже камень, тем он стоит дороже.

Твердость необходима для того, чтоб знать насколько сложная обработка камня. Она влияет на процессы огранки, полировки. По твердости камни используют в промышленности в качестве абразивов, как, например, алмазы. Но одной шкалы для определения твердости недостаточно. Существуют и другие способы, которые являются более точными, хотя шкала Мооса так и остается оплотом ювелирного дела.

Существует классификация, которая основана на применении подручных средств, например, ногтя, карандаша, соли поваренной, гвоздя, напильника, ножа, железа. Чтоб запомнить правила этой методики, следует знать, что ноготь оставляет царапины на гипсе и более мягких веществах. Так появилась линейная твердость, а камни стали распределять на такие группы:

• твердые;
• мягкие;
• средней мягкости.

По классификации линейной твердости определяют минералы так:

• тальк — 1 — поддается царапинам ногтем;
• гипс — 3 — возможно поцарапать ногтем;
• кальцит — 9 — можно поцарапать медной монетой;
• флюорит — 21 — легко поддается царапинам ножом;
• апатит — 48 — трудно поцарапать ножом;
• ортоклаз — 72 — повреждается с помощью напильника;
• кварц — 100 — может поцарапать стекло;
• топаз — 200 — способен поцарапать кварц;
• корунд — 400 — царапает топаз;
• алмаз — 1600 — невозможно ничем поцарапать, абсолютная твердость минерала.

Научное изучение и характеристики минералов

Одним из интереснейших направлений в изучении минералов выступает геммология, предметом исследования которой являются только драгоценные камни. Хотя сам термин «драгоценные камни» является совершенно условным из-за различных подходов к определению их свойств, он продолжает повсеместно использоваться, как в быту, так и в промышленности. Традиционными, или классическими драгоценными камнями первого порядка считаются алмаз, изумруд, сапфир, александрит и рубин. Иные же представители мира минералов, которые используются в ювелирном деле и других отраслях промышленности, подпадают под определение «другие драгоценные камни». В некоторых источниках они упоминаются под другим названием – «полудрагоценные камни», хотя если подходить к этому вопросу со стороны стоимости, то некоторые из них ценятся намного выше, нежели представители классической группы. Собственно говоря, драгоценные камни должны соответствовать следующим критериям:

• красотой и насыщенностью цвета, красивыми переливами и блеском, а также сверканием; • обладать достаточно высокой твердостью, которая позволяет их использовать длительный период времени, а также быть достаточно редкими и неповторимыми.

Все эти критерии, конечно же, характеризуются высокой степенью субъективности. Действительно, как определить, красивый данный камень или нет? Ведь каждый человек видит красоту по-разному. Но все же существуют критерии определения красоты конкретного образца, куда входят такие признаки: отсутствие изъянов, чистота и прозрачность, однородность тона и некоторые другие.

Особо следует сказать несколько слов о цвете минерала, так как от него наиболее зависит его ценность и уникальность. Различный цвет минералу придает присутствие в его структуре очень малого количества примесей, как металлов, так и органики. Колебания их содержания даже в тысячные доли процента способны изменять цвет камня на совершенно другой. Бывают случаи, когда камень, имеющий необычайный цвет, стоит гораздо выше прозрачного бриллианта.

Титаник

В списке самых массивных объектов, транспортировкой которых занималась человеческая раса, почетное место занимает знаменитый плавучий отель, чья участь оказалась трагичной: уже во время первого плавания в 1912 году «Титаник» затонул после столкновения с айсбергом.

В настоящее время океаны бороздят такие лайнеры, как «Oasis of the Seas», которые намного превосходят размерами злосчастный гигант. Однако современные суда по суше перемещать не приходится: доки, в которых они строятся, заполняют водой, и лайнеры собственными усилиями выходят в море.

Построенный на бристольской верфи «Титаник» весом в 26 000 тонн стал в свое время самым массивным объектом, который когда-либо перемещался по земле. Рабочим понадобилось не менее 22 тонн мыла и жира, чтобы создать 2,5-сантиметровый слой смазки на стапеле, по которому в мае 1911 года судно было надежно протащено к воде.

«Титаник» / ©Library of Congress/ Robert John Welch

Основной параметр

Существует в свойствах конкретного минерала такое, которое непосредственно определяет его практическую ценность и влияет на цену реализации – твердость. Это чисто физический параметр, который зависит от внутренней структуры минерала и напрямую влияющий на долговечность его использования. Она определяется методом царапания поверхности испытуемого минерала эталонным образцом.

На сегодняшний день в мире используется несколько методик определения твердости драгоценных камней. Большую популярность снискала шкала твердости, которую предложил австрийский ученый Ф. Моос. Согласно этой шкале, все минералы разделяются на 10 групп, при этом каждой группе соответствует показатель твердости от единицы до 10. Наивысшую твердость по этой шкале имеет самый твердый драгоценный камень – бриллиант. На порядок ниже показатели твердости у рубина и сапфира. Здесь необходимо уточнить, что бриллиант, имеющий твердость 10, намного прочнее представителей группы с твердостью 9. А вот разница в этом показателе между 9-й и 8-й группами не такая значительная. В практической деятельности по изготовлению украшений допускается использование драгоценных камней в кольцах, перстнях и браслетах до 5-й группы включительно, более мягкие самоцветы рекомендуется применять в носимых украшениях, не испытывающих таких значительных нагрузок.

Итак, общепринятым фактом является то, что самый крепкий камень на земле – бриллиант (ограненный алмаз). Однако в этом утверждении есть свои нюансы. Дело в том, что существуют еще более твердые материалы, например, фуллериты, представляющие собой молекулярные кристаллы, образующиеся при полимеризации молекул фуллеренов в условиях чудовищного давления (до 90000 атмосфер) и температуры. Полученный материал имеет аномальную жесткость и твердость. Строение фуллерита в корне отличается от алмаза и графита, хотя это тот же углерод, вернее, его аллотропная форма.

Самые твердые материалы на Земле

Самый прочный материал в мире, который тверже алмаза, – полимеризованный фуллерит. Этим материалом можно запросто поцарапать алмаз, с такой легкостью, будто это не драгоценный алмаз, а обычный пластик. Данный материал представляет собой структурированный кристалл, узлы которого состоят из целых молекул, а не из маленьких атомов.

Лонсдейлит также считается крепким материалом. Это модификация аллотропного углерода, который по твердости близок к алмазу. Данный материал был извлечен из метеоритного кратера. Происхождение материала – графитное.

Третью позицию в рейтинге твердости прочно занимает вюртцитный нитрит бора. Высокую степень прочности данному материалу обеспечивает кристаллическая структура.

Наноструктурированный кубонит, или кингсонгит. Уникальные возможности данного материала обеспечили его частое использование в промышленности.

Нитрит углерода-бора занимает почетную пятую позицию в нашем рейтинге. Главными компонентами данного материала являются атомы бора, а также углерода с азотом.