Самая верхняя из твёрдых оболочек нашей планеты носит название земной коры; вместе с верхней мантией она образует литосферу. Граница между корой и верхней мантией, называемая поверхностью Мохоровичича, лежит под континентами на глубине в среднем ~ 50 км, тогда как под океанами толщина коры составляет всего 5-10 км. Верхнюю часть континентальной земной коры составляет осадочный чехол (педосфера), а вся остальная её толща разделяется на два слоя - гранитный и базальтовый (поверхность раздела между ними называют поверхностью Конрада).
Марс имеет слабую атмосферу, состоящую в основном из двуокиси углерода, азота аргона и следа кислорода. С другой стороны, Земля состоит в основном из азота, кислорода, аргона и переменного количества двуокиси углерода. Однако на среднюю температуру Земли влияет парниковый эффект, вызванный газами в атмосфере, главным образом двуокись углерода, водяной пар, озон и метан. Как любопытство, а с другой стороны во многих отношениях, это его самая теплая точка. Средняя температура Нептуна составляет около 200 градусов ниже нуля.
Однако на Южном полюсе температура в среднем примерно на 10 градусов выше. Это связано с тем, что год в Нептуне значительно длиннее, а его сезоны длится около 40 лет. Поэтому он демонстрирует свой полюс Солнцу, откуда он получает энергию, гораздо больше времени, что вызвало относительный нагрев по отношению к остальной части планеты.
Состав земной коры образовался, в основном, в результате высвобождения веществ из верхней мантии Земли. Состав этой оболочки эволюционировал во времени, прежде всего, за счет возгонки элементов из мантии в результате частичного плавления на глубине около 100 км. Глубина Земли составляет 6371 км; земной коры ~ 40 км, верхняя мантия ~ 40-70 км, нижняя мантия: 700-2900 км; внешнее ядро ~ 2900-5150 км; внутреннее ядро ~ 5150-6371 км. Более 92 % массы литосферы приходится на долю только 4-х элементов - железа, кислорода, кремния и магния. Земная кора по своему составу оказывается более обогащённой кислородом и кремнием. Эти элементы вместе с алюминием образуют самые распространённые в коре соединения - силикаты и алюмосиликаты. Примерно на 90 % масса земной коры образована силикатами алюминия, железа, кальция, магния, калия и натрия, а также оксидом кремния. Земная оболочка имеет толщину < 0,0001 % от объема планеты. Средний химический состав современной коры имеет следующий вид:
Поверхность Земли, где высота кодируется разными цветами: синий для дна океана и зеленый, желтый и красный для континентов. Изображение высокого разрешения можно найти по этой ссылке. Поэтому ниже марсианской системы можно было бы найти жидкую воду, если бы температура была достаточно высокой. Однако в земном южном полушарии преобладают океаны и моря, хотя несколько наземных масс, которые поднимаются над уровнем моря на значительных высотах, выделяются в топографическом профиле. Марсианская ситуация более однородна.
Самая большая разница заключается в большом количестве твердой воды, которая сосредоточена в Южном полюсе. Это летом около 14 миллионов квадратных километров, но может расширить, в том числе банки, до 30 миллионов. Сравнение полярных шапок Земли и Марса.
О - 46,6 %; Si - 27,7 %; Аl - 8,1 %; Fе - 5,0%; Са- 3,6 %; Nа - 2,8 %; К - 2,6 %; Мg - 2,1 %; прочие 1,4%.
Для характеристики распространённости химических элементов в земной коре известный геохимик А.Е. Ферсман предложил ввести понятие кларка - среднего значения относительного содержания химического элемента. Эта величина названа в честь американского учёного-химика, который в последние десятилетия XIX века наметил пути статистического изучения распространённости элементов. В более широком понимании кларк относят не только к земной коре, но и к другим глобальным (например, растительность континентов) и космическим системам. Различия в кларках химических элементов очень велики. Условно элементы делят на 2 группы: главные, с содержанием не менее 0,1 %, и рассеянные. К главным элементам (по мере убывания) в земной коре можно отнести следующие 10 химических элементов: О, Si, Al, Fe, К, Са, Na, Mg, Ti, Н. Они образуют самостоятельные химические соединения (минералы), а входящие во вторую группу преимущественно рассеяны в природных минералах. Особенность распределения рассеянных элементов в земной коре заключается в их способности образовывать скопления (месторождения), в которых их содержание в сотни и тысячи раз превышает кларковые. Среднее содержание рассеянного химического элемента в данном регионе формирует его геохимический фон. Участки с повышенной концентрацией элемента (по сравнению с региональной) называют геохимическими аномалиями или геохимическими провинциями.
Интересно, что в нашей Антарктиде мы находим одни из лучших марсианских аналогов из-за их низких температур и низкой влажности. Это относится к системе долины Мак-Мердо, расположенной очень близко к побережью, которая может иметь геологические аналоги на Марсе. Есть ли жизнь или нет, или га, проблема, которая все еще остается открытой. Сегодня есть новости о том, что земли Марса слишком соленые, чтобы иметь возможность развивать жизнь. Однако на нашей собственной планете есть множество примеров живых существ, которые созданы под именем.
Долина МакМердо, в Антарктиде, недалеко от побережья. Эта система, как правило, не содержит снега и чрезвычайно сухая. Поэтому он может напоминать определенные марсианские области. Есть несколько кораблей, которые успешно высадились на поверхности Марса. Самый последний, и тот, который сделал больше на Севере, был. Он раскрывает нам простые покрытые многоугольные формы, похожие на те, что присутствуют в подобных регионах Земли. Это вечная мерзлота, которая затвердевает и тает в сезонном, ясном свидетельстве наличия воды на планете.
Важной составляющей литосферы являются подземные воды. Вода присутствует в земной толще как в свободном виде, так и в связанной форме, а также различных агрегатных состояниях: в виде паров, жидкости и льда. Подземные воды представляют собой сложную физико-химическую систему, находящуюся в динамическом равновесии с вмещающими породами.
Полет над антарктической долиной. У Феникса есть достаточные инструменты для бурения и анализа этих структур, включая их химический состав, чтобы попытаться проверить, имеются ли какие-либо органические соединения в арктических равнинах Марса. В любом случае, помните, что, по крайней мере, на Земле есть живые существа, которые могут процветать в действительно удивительных средах: от кислых сред до подводных вулканических котлов при больших температурах.
Да, обе планеты имеют интересные сходства и большие различия. Вы могли бы классифицировать Марса как бедного брата Земли. Тем не менее, мы едва поцарапали несколько сайтов на его поверхности. Большинство их секретов ждут нас. Магические породы составляют большую часть земной коры. Фактически, за исключением жидкого внешнего ядра, оставшаяся твердая часть нашей планеты представляет собой в основном огромную изверженную породу, частично покрытую тонким слоем осадочных пород. Поэтому, чтобы понять структуру, состав и внутреннее функционирование нашей планеты, необходимо знание базовых знаний о магматических породах.
Свободные воды подземной гидросферы в той или иной степени минерализованы, и наиболее редкими (~ 2 %) оказываются пресные воды. В основном это грунтовые воды, непосредственно связанные с поверхностными источниками (реки, озёра, водохранилища). Общая минерализация их не превышает 1 г/л (1 ‰), а по составу они относятся к гидрокарбонатным. Как правило, грунтовые воды отличаются высоким (до 35 мг/л и более) содержанием растворённого органического вещества. Основной объём подземной гидросферы приходится на долю солёных (до 35 г/л) и рассольных (с минерализацией до 500-600 г/л) вод. Их формирование протекает в глубинных слоях осадочных пород в зонах медленного водообмена в течение сотен тысяч и миллионов лет. По составу они относятся главным образом к хлоридным. Промежуточное положение между пресными (грунтовыми и артезианскими) и солёными обычно занимают солоноватые воды с минерализацией до 10 г/л. Они образуют все основные классы - гидрокарбонатные, хлоридные и сульфатные. В сравнении с пресными грунтовыми, солоноватые воды содержат меньше растворённых газов атмосферного происхождения. По мере увеличения глубины залегания в подземных водах увеличивается концентрация газов глубинного генезиса (СО 2 , Не, СН 4 и др.)
Материал изверженных лакрокасов. Обильные доказательства подтверждают тот факт, что родительский материал из магматических пород, называемый магмой, образуется процессом, называемым частичным слиянием. Частичное плавление происходит на разных уровнях внутри земной коры и верхней мантии на глубинах, которые могут превышать 250 километров. После образования магматическое тело поднимается путем флотации на поверхность, потому что оно менее плотное, чем окружающие их породы. Когда расплавленная порода пробивается к поверхности, она производит впечатляющее извержение вулкана.
Земная кора постоянно подвергается различного рода воздействиям как внутреннего (эндогенного), так и внешнего (экзогенного) характера. Движущей силой эндогенных процессов является внутренняя энергия Земли. Например, микробиологическое выщелачивание рассеянных элементов происходит не только путём окисления, но и при восстановлении окисленных руд. В нём принимают участие различные микроорганизмы. В частности, восстановление Fe 3+ до Fe 2+ и Мn 4+ до Мn 2+ осуществляется бактериями родов Bacillus и Pseudomonas. Экзогенные процессы протекают на поверхности Земли или на небольшой глубине в земной коре и обусловлены внешними силами: энергией солнечного излучения, силами гравитации, движущихся воды и льда, жизнедеятельностью организмов. Мощным экзогенным фактором, воздействующим на земную кору, стала в настоящее время деятельность человека. Если до 2-ой половины XX в. недра использовались почти исключительно для добычи полезных ископаемых и питьевого водоснабжения, то сейчас в них создают хранилища нефти и газа, ведут захоронение отходы химической и ядерной промышленности. Особенно сильное влияние на геодинамические и гидрологические процессы оказывают подземные ядерные взрывы.
Эльмагма, которая достигает поверхности поверхности, называется лавой. Иногда лава испускается в виде струй, которые образуются, когда выбегающие газы двигают расплавленную породу магматической камеры. В другое время магма вытесняется из дымохода взрывным путем, вызывая катастрофическое извержение. Однако не все извержения являются насильственными; некоторые вулканы создают спокойные выделения лавы очень жидкости.
Изверженные породы, образующиеся при затвердевании расплавленной лароки на поверхности земли, классифицируются как экструзивные или вулканические. Экстразивные изверженные породы обильны на западном побережье американского континента, включая вулканические конусы Каскадного хребта и обширные лавовые потоки Колумбийской равнины. Кроме того, многие океанические острова, типичные для гавайской цепи, состоят почти полностью из экструзивных изверженных пород.
Наиболее достоверные сведения о химическом составе земной коры относятся к ее континентальной части. При расчете химического состава земной коры принимают определенную пропорцию кислого (гранитного) и основного (базальтового) материала. А.П. Виноградов в 1962 г. считал, что, вероятнее всего земная кора представляет собой смесь кислых и основных пород в пропорции 2:1. А.Б. Ронов и А.А. Ярошевский расчетным путем определили это соотношение как примерно 4:1, А.А. Полдерват в 1955 г. допускал это соотношение как 1:1. Из приведенных данных следует, что расчеты состава земной коры носят приближенный характер. Средний химический состав земной коры является ее важной химической характеристикой, необходимой для выяснения ряда глобальных геохимических процессов. Вещество земной коры выделилось из мантии в результате выплавления, дегазации и выноса этих продуктов в верхние горизонты планеты (табл. 1).
Во многих частях есть сланцы интрузивных изверженных пород, таких как гора Вашингтон, Нью-Хамшир, Каменная гора, Грузия; Черные холмы, Южная Дакота и Национальный парк Йосемити, Калифорния. Являются ли Лавы и Магмы одинаковыми? Нет, но его состав может быть схожим. Оба термина описывают расплавленную или жидкую породу. Магма существует под поверхностью Земли, а лава - расплавленная скала, которая достигла поверхности. По этой причине они могут иметь сходный состав. Лава производится из магмы, но в целом она потеряла материалы, которые выходят в виде соды, например, водяного пара.
Таблица 1. Химический состав земной коры по А.Б. Ронову и А.А. Ярошевскому, 1976 г.(в среднем, %)
Краткая характеристика горных пород
Магмы являются полностью или частично расплавленным материалом, который при охлаждении затвердевает и образует изверженную породу. Большинство магм состоят из трех частей: жидкого компонента, твердого компонента и газообразной фазы. Жидкая часть, называемая расплавленной, состоит из подвижных ионов элементов, обычно встречающихся в земной коре. Плавление образуется в основном из ионов кремния и кислорода, которые легко объединяются и образуют кремний, а также меньшее количество алюминия, калия, кальция, натрия, железа и магния.
Твердые компоненты магмы - это силикаты, которые уже кристаллизовались из расплава. По мере охлаждения массы магмы увеличивается размер и количество кристаллов. На последней стадии охлаждения масса магмы представляет собой кристаллическое твердое вещество с незначительными количествами расплава.
По своему происхождению горные породы разделяют на 3 большие группы:
1. Магматические (изверженные), возникшие при застывании на поверхности или в недрах земной коры магмы - особого силикатного расплава, насыщенного газами.
2. Осадочные, образовавшиеся путем осаждения неорганических и органических веществ на дне различных водоемов и на поверхности континентов.
Водные пары, двуокись углерода и диоксид серы являются наиболее распространенными газами, обнаруженными в магме, и ограничены огромным давлением, оказываемым вышележащими породами. Эти газообразные компоненты, называемые летучие вещества, растворяются в расплаве. Летучие вещества продолжают составлять часть магмы до тех пор, пока она не приблизится к поверхности или пока магмакристаллизует массу, и в этот момент любой из оставшихся летучих веществ свободно мигрирует. Эти горячие жидкости играют важную роль в метаморфизме.
Эдвард Дж. Когда магма охлаждается, расплавленные ионы начинают терять мобильность и располагаться в упорядоченных кристаллических структурах. Этот процесс, называемый кристаллизацией, генерирует силикатные минеральные зерна, которые находятся внутри оставшегося расплава.
3. Метаморфические, появившиеся в процессе изменения (перекристаллизации) осадочных и изверженных пород под влиянием повышенных температур и давлений.
Изверженные породы включают в состав (%): гранит (SiO 2 ~ 71, Al 2 O 3 ~ 14-15, Na 2 O ~ 3.3, K 2 O ~ 4.0, Fe 2 O 3 + Fe ~ 3.5, остальное: Н 2 О, СаО, ТiО 2 , МgО);
Базальт (SiO 2 ~ 49, Al 2 O 3 ~ 18, Fe 2 O 3 + Fe ~ 9, СаО ~ 11, МgО ~ 8, остальное: Н 2 О, ТiО 2 , Na 2 O, K 2 O).
Прежде чем рассматривать кристаллизацию магмы, давайте сначала посмотрим, как расплавляется одно кристаллическое твердое вещество. В любом кристаллическом твердом веществе ионы расположены в обычной упаковке. Однако им не хватает движения. Они обладают типом вибрации, ограниченным вокруг неподвижных точек. По мере повышения температуры ионы вибрируют быстрее и быстрее и, следовательно, сильнее сталкиваются со своими соседями.
Поэтому нагрев заставляет ионы занимать больше места, вызывая расширение твердого тела, которое состоит из равномерно заполненных ионов, в жидкость, состоящую из беспорядочно свободно движущихся ионов. Краткий обзор кристаллов, вкрапленных в изверженную крупнозернистую породу.
Осадочные породы включают (%): а) глина (SiO 2 ~ 62; Al 2 O 3 ~ 17; Н 2 О ~ 5; Fe 2 O 3 + Fe ~ 5, остальное: СаО, ТiО 2 , МgО, K 2 O, Na 2 O, СО 2);
б) песчаник (SiO 2 ~ 94; Al 2 O 3 ~ 1,1; СаО ~ 1,1; остальное: Na 2 O 3 ; K 2 O; Fe 2 O 3 + Fe; Н 2 О, ТiО 2 , МgО).
в) известняк (SiO 2 ~ 5; СаО ~ 43; СО 2 ~ 42; остальное: до 100 %.
Метаморфические породы (%): а) амфиболиты (SiO 2 ~ 50; Al 2 O 3 ~ 17; МgО ~ 7; СаО ~ 9; Fe 2 O 3 + Fe ~ 10; все остальные соединения - до 100 %);
Самые крупные кристаллы имеют длину около одного сантиметра. В процессе кристаллизации охлаждение меняет события слияния. По мере уменьшения температуры жидкости ионы приближаются по мере уменьшения скорости движения. Когда магма охлаждается, обычно атомы кремния и кислорода сначала соединяются, образуя кремний-кислородные тетраэдры, строительные блоки силикатов. Поскольку магма продолжает терять тепло в сторону своего окружения, тетраэдры объединяются друг с другом и с другими ионами, образуя зародыши кристаллических ядер.
Ядра медленно растут, когда ионы теряют свою подвижность и присоединяются к кристаллической решетке. Первые минералы, которые образуются, имеют пространство для роста и имеют тенденцию иметь более развитые кристаллические лица, чем последние, которые заполняют оставшееся пространство. Наконец, вся магма превращается в твердую массу пропитанных силикатов, называемых изверженными породами.
б) сланец (SiO 2 ~ 63; Al 2 O 3 ~ 18; Fe 2 O 3 + Fe ~ 6; СаО ~ 2; Fe 2 O 3 + Fe ~ 6; К 2 О ~ 3; Н 2 О ~ 2,5; все остальные соединения - до 100 %).
Горные породы как естественные ассоциации минералов обладают целым рядом физических свойств, знание которых необходимо для решения многих вопросов: плотность, теплопроводность, естественная радиоактивность*, электрические свойства (удельное электрическое сопротивление, поляризуемость, диэлектрическая проницаемость, электрохимическая активность), магнитные свойства (магнитная восприимчивость, индуцированная намагниченность, остаточная намагниченность, естественная остаточная намагниченность), упругие и физико-механические свойства (скорость распространения продольных и поперечных сейсмических волн, динамическим модулям упругости, модулям деформации и сдвига).
Как мы увидим позже, кристаллизация магмы намного сложнее, чем просто описано. Если расплав отделяется от первых минералов, которые образуются, его состав будет отличаться от состава исходной магмы. Таким образом, одна магма может генерировать породы с совсем другим составом. Следовательно, существует большое разнообразие магматических пород. Мы вернемся к этой важной идее позже.
Кристаллизация магмы сложна. Однако можно классифицировать магматические породы в соответствии с их минеральным составом и условиями, при которых они образуются. Окружение во время кристаллизации можно приблизительно вывести из размера и расположения минеральных зерен, свойства, называемого текстурой. Следовательно, изверженные породы классифицируются по их текстуре и минеральному составу. Мы рассмотрим эти две характеристики пород в следующих разделах.
* -естественная радиоактивность горных пород определяется спонтанным распадом (неуправляемым) сосредоточенных в них радиоактивных изотопов. Главными и наиболее распространенными являются: 232 Тh, 235 U, 238 U, 40 К. Радиоактивность проявляется в испускании б-, в-частиц, г-фотонов.
В биосфере нашей планеты существуют различные формы движения материи, взаимосвязанные друг с другом. В ней совершается массовый перенос твердых, жидких и газообразных масс под влиянием энергии солнечных лучей и внутренней энергии планеты, связанной, главным образом, с радиоактивным распадом и выделяемой атомной энергией.
Представление о большом круговороте вещества в верхних горизонтах Земли, как учение о крупных геологических циклах, было разработано в целостном виде В.И. Вернадским и названы эти циклы геохимическими. Наиболее крупный по масштабам круговорот - это процесс формирования магматических горных пород, которые возникают при застывании магмы, поступившей в литосферу из глубин Земли. На поверхности земной коры материал изверженных горных пород подвергается разрушению - выветриванию и естественно переходит в подвижное состояние. Продукты разрушения сносятся геологическими агентами (водой, ветром) в пониженные части рельефа (денудация), а затем в водоемы. Таким образом, осадочные породы в ходе геологического времени погружаются на большие глубины, где подвергаются метаморфизму и переплавлению снова в магму. Последняя в благоприятных геологических условиях может снова попасть в верхние слои литосферы, где застывает в форме различных горных пород. Таким образом, в течение огромных интервалов геологического времени происходит глобальный круговорот вещества: магматическая порода - осадочная порода - метаморфическая порода - магма. Различные участки земной коры, наблюдаемые нами на поверхности земного шара, по существу являются звеньями этого круговорота.
В настоящее время земная кора наиболее изучена на глубину до 15-20 км. По результатам анализа многочисленных образцов горных пород и минералов, выходящих на поверхность земли при горообразовательных процессах, а также взятых из горных выработок, глубоких буровых скважин и обнажений, был вычислен средний состав химических элементов земной коры.
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ЗЕМНОЙ КОРЫ
Наибольшее распространение в земной коре имеют 46 элементов, из них 8 составляют 97,2-98,8% ее массы, 2 (кислород й кремний) - 75% от общей массы Земли.
Распределение химических элементов в процентах от массы земном коры (по А. Е. Ферсману) следующее:
Кислород 49,13
Кремний 26,00
Алюминий 7,45
Железо 4,20
Кальций 3,25
Натрий 2,40
Магний 2,35
Цинк 0,020
Бор 0,010
Медь 0,010
Иттрий 0,005
Бериллий 0,003
Цезий 0,0029
Первые 13 элементов (за исключением титана), наиболее часто встречающиеся в земной коре, входят в состав органического вещества растений, участвуют во всех жизненно необходимых процессах и играют важную роль в плодородии почв. Большое количество элементов, участвующих в химических реакциях в недрах Земли, приводит к образованию самых разнообразных соединений.
МИНЕРАЛЫ
Минералом называется всякое встречающееся в земной коре природное (естественное) однородное тело, имеющее более или менее постоянный химический состав и определенные физические свойства.
Минералы и их образование. Минерал в переводе с латинского minera означает руда. В настоящее время известно около 3 тыс. минералов. Минералы, встречающиеся в твердом виде, делятся иа аморфные, или некристаллические (асфальт, лед, опал), и кристаллические (полевой шпат, горный хрусталь, гипс). В аморфных минералах атомы (ионы) или молекулы расположены беспорядочно, в кристаллах - по определенному закону, образующему структуру кристалла, или его кристаллическую решетку. Наиболее часто встречающиеся минералы, входящие в существенных количествах в горные породы, называются породообразующими.
Минералы по условиям происхождения делят на эндогенные и экзогенные. Эндогенные минералы образуются в результате физико-химических процессов, проходящих в магме вблизи поверхности Земли. Примером эндогенных минералов могут быть полевые шпаты, оливин, пироксен, кварц и др. Экзогенные минералы образуются в самых верхних частях земной коры или на поверхности Земли в результате выветривания (разрушения и преобразования) эндогенных минералов. Экзогенные минералы делят на глинистые, образующиеся при выветривании (см. главу III), минералы химических осадков, образующиеся в мелких соленосных водоемах при кристаллизации (гипс, сульфит, сильвинит), и биогенные, образующиеся в результате разложения органических остатков (калиевая селитра, сера, иногда пирит, марказит).
Все минералы классифицируются в зависимости от химического состава и делятся на пять типов, которые приведены ниже (по Е. К. Лазаренко):
1. Тип простых веществ (металлы и неметаллы, группы меди и железа и др.)
2. Тип сульфидов (группы сфалерита, галенита, молибдена и др.)
3. Тип кислородных соединений (окислы, гидроокислы, силикаты, алюмосиликаты, бораты, фосфаты, карбонаты, сульфаты и др.)
4. Тип галоидов (фториды, хлориды)
5. Тип органических соединений
Физические свойства минералов. При подробном изучении минералов исследуют их химический состав, расположение атомов, образование кристаллов, форма и свойства которых зависят от закономерностей расположения атомов и молекул. При этом используют современные химические, физические и оти-ческие методы исследования. Однако минералы часто можно определять в полевых условиях, используя восемь внешних признаков, основанных на физических свойствах: цвет, цвет черты, прозрачность, блеск, твердость, плотность, спайность и излом.
Цвет зависит от химического состава и физического состояния минералов и может быть самым разным. У одного и того же минерала цвет более или менее постоянный.
Цвет черты - цвет минерала в раздробленном состоянии - обычно определяют на шероховатой поверхности фарфоровой чашки. Он может отличаться от цвета самого минерала.
Прозрачность - способность минерала пропускать свет. Различают прозрачные (хрусталь, кальцит), полупрозрачные, просвечивающие (опал) и непрозрачные (авгит, лимонит, боксит) минералы.
Блеск - способность минерала отражать свет. Различают блеск металлический (пирит, железо), стеклянный (кварц, полевой шпат), жирный (графит, тальк), шелковистый (волокнистый гипс, асбест), матовый; землистые минералы не имеют блеска.
Твердость - способность противостоять разрушению при царапании одного минерала о другой. Различают десять степеней твердости, для установления которых используют набор mинералов шкалы Маоса. Твердость минерала выражается цифрой, обозначающей принадлежность его к той или иной группе шкалы твердости.