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Dureté (géologie)
En géologie, la dureté d'un minéral (et, parfois, d'une roche), est une grandeur qui mesure sa résistance : plus elle est grande, et plus la roche est dure, et plus elle est faible, et plus la roche est tendre.
Propriétés[modifier | modifier le wikicode]
Tous les minéraux ne sont pas aussi résistants quand on essaye de les rayer : un cristal de gypse, par exemple, peut être rayé juste avec l'ongle. Ce n'est pas le cas du quartz : un cristal de quartz peut rayer le verre, mais une pointe d'acier pourra le rayer. le diamant est la substance la plus dure que l'on connaisse : il n'existe rien sur Terre qui puisse le rayer (à part un autre diamant), et il peut rayer (et donc découper) à peu près n'importe quoi.
La dureté d'un minéral est due à la structure du cristal lui-même : comment les atomes qui le forment, à l'échelle microscopique, sont organisés. Plus ces atomes sont liés fortement entre eux, plus le minéral sera dur. C'est donc une propriété propre au minéral, et elle permet de le reconnaître. Certains minéraux peuvent changer de couleur, mais pas de dureté. La mesure de la dureté permet donc de reconnaître un minéral.
Mesure[modifier | modifier le wikicode]
L'échelle de Mohs[modifier | modifier le wikicode]
Un scientifique, Friedrich Mohs, a eu l'idée de choisir dix minéraux, et de les classer du plus tendre au plus dur ; ils sont numérotés de 1 à 10, et servent d'échelle : c'est ce que l'on appelle l'échelle de Mohs :
1 : Talc 2 : Gypse 3 : Calcite 4 : Fluorine 5 : Apatite 6 : Orthose 7 : Quartz 8 : topaze 9 : Corindon 10 : Diamant
À partir de cette échelle, je peux retrouver la dureté d'un autre minéral, en le comparant aux dix minéraux de cette échelle, pour voir qui peut le rayer ou pas.
Exemple : l'émeraude peut rayer le quartz (et tous les autres minéraux plus tendres) : elle a donc une dureté plus grande que celle du quartz, c'est-à-dire plus grande que 7. L'émeraude peut être rayée par le topaze (ainsi que par les minéraux plus durs, le corindon et le diamant) : elle est plus tendre que le topaze, c'est-à-dire qu'elle a une dureté moins grande que 8. La dureté d'une émeraude est comprise entre 7 et 8 : elle vaut 7,5.
Mesurer la dureté d'un minéral sur l'échelle de Mohs[modifier | modifier le wikicode]
Pour mesurer la dureté, il faudrait, en principe, disposer d'au moins un échantillon de chacun des dix minéraux de l'échelle de Mohs. Ce qui n'est pas forcément très pratique, et, surtout, pas très facile, puisque tout le monde ne peut pas se procurer si facilement un échantillon de diamant !
Heureusement, le corindon, le numéro neuf sur cette échelle, est le deuxième minéral le plus dur sur Terre : il n'existe aucun minéral dont la dureté soit comprise entre 9 et 10, c'est-à-dire un minéral capable de rayer le corindon, et d'être rayé par le diamant : si un minéral raye le corindon, c'est forcément un diamant, et cela ne peut rien être d'autre. Le diamant n'est donc pas absolument nécessaire pour mesurer la dureté d'un minéral.
Il existe aussi des pointes de métal numérotées, et créées spécialement pour cela : chacune a une dureté égale à un des minéral de l'échelle de Mohs. Elles sont très pratique pour mesurer la dureté, surtout quand le scientifique travaille en exploration sur le terrain...
Utilisations[modifier | modifier le wikicode]
Le fait qu'il existe des minéraux tendres et d'autres très durs peut avoir une utilité pour l'Homme :
- Le talc est le minéral le plus tendre. Tellement tendre, qu'on le trouve plus souvent sous forme de poudre, que de cristaux. La poudre de talc est très douce : on l'utilise pour adoucir la peau des bébés.
- Le diamant peut rayer, et donc couper, n'importe quoi : les vitriers utilisent un diamant pour découper le verre.
- Les minéraux les plus durs sont utilisés comme abrasif, pour poncer et polir des matériaux : la poudre de corindon sert à fabriquer des papiers de verre (papier de verre au corindon).
- Le diamant, et parfois le corindon, sont utilisés pour former la pointe qui forme la tête de lecture des tournes-disques : comme elle doit frotter contre le disque pour produire de la musique, il faut qu'elle soit très dure pour ne pas s'user. La variété la plus connue de corindon est le saphir, c'est pourquoi on appelle souvent la pointe en corindon des tournes-disques un « saphir ».
- Les pierres utilisées en joailleries doivent être résistantes et dures, pour pouvoir être taillées dans les formes voulues : les quatre pierres précieuses comptent parmi les minéraux les plus durs du monde : le diamant (10), le saphir (9), le rubis (9) et l'émeraude (7,5).
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