Jako lunární geochemik jsem byl osloven mnohokrát lidé, kteří se domnívají, že mají vzorek z Měsíce. Běžné příběhy jsou (něco jako) „tento prach byl dán mému zesnulému dědečkovi astronautem Buzzem Rakeťákem „nebo“ tato skála, kterou jsem našel v mé petúnii, vypadá stejně jako měsíční meteorit QUE 94281 na vašem webu.“V poslední době mi lidé posílají zprávy, že získali chemické analýzy z laboratoří nebo jednu z těch ručních rentgenových zbraní.“Takže, tady je to, co potřebujete vědět, abyste mohli tyto zprávy interpretovat.

hlavní prvky-v měsíčních horninách a půdách se 99% hmoty skládá z následujících 7 chemických prvků.

Kyslík (41-45%) | Křemík (Si) | Hliníkové (Al) | Vápník (Ca), Železa (Fe) | Hořčík (Mg) | Titan (Ti)

Viz také Fe/Mn a Ca/Al.

vedlejší prvky-téměř všechny zbývající 1% se skládá z těchto 4 chemických prvků.

Mangan (Mn) | Sodík (Na) a Draslík (K) a Fosforu (P)

Níže jsou uvedeny grafy, které jsem udělal z data z desítek zdrojů v literatuře a vlastní laboratoř pro to, co jsme geochemists volat „významné prvky“ a „drobné prvky“ ve vzorcích z těch 6 Apollo mise a 3 ruské Luna mise, která přinesla vzorky z Měsíce. Aby to bylo jednoduché, držel jsem se pouze vzorků půdy (regolitu). Zahrnul jsem také údaje o těch měsíčních meteoritech, které jsou breccias, protože mnoho z těchto hornin je složeno z litifikované půdy. Měsíční meteority pocházejí z celého měsíce, zatímco mise Apollo a Luna jsou malé.

ve skalách země a Měsíce je kyslík nejhojnějším chemickým prvkem, 41-45% na Měsíci. Prakticky už nikdo neměří koncentraci kyslíku v horninách. Měříme „kovy“, jako je železo a hliník.

Terestričtí geochemici rádi „vyjadřují“ naměřenou koncentraci, řekněme, křemíku “ jako oxidu.“Měří koncentraci Si a uvádějí koncentraci jako SiO2. Takže 10,0% Si je 21,4% SiO2. Křemen je forma SiO2, ale křemen je vzácný na Měsíci. Téměř všechny Si jsou v silikátových minerálech, jako je plagioklasa, pyroxen, a olivin. Stejně tak neexistuje žádná skutečná MgO (minerální periklasa) na Měsíci; hořčík je nesen většinou minerály pyroxenem a olivinem. Vyjadřujeme koncentrace kovů jako koncentrace oxidu, protože součet 10 hlavních a vedlejších oxidů kovů výše by měl být 100±1%. Pokud ne, udělali jsme něco špatně (!) protože na Měsíci nejsou žádné (= nevýznamné množství) uhličitanů, síranů nebo hydratních (vodonosných) minerálů. Lunární meteority však často obsahují uhličitany, sírany nebo hydratované minerály v důsledku zvětrávání na Zemi po přistání.

takže pro geochemisty jsou spodní a levé osy níže uvedených grafů v hmotnostních procentech oxidu. Pro prodejce šrotu a klenotníky, kteří mohou mít rentgenovou pistoli nastavenou na“ kovové “ nastavení, použijte horní a pravou osu.

všechny grafy mají koncentrace hliníku na vodorovné ose. Dělám to tak, protože Al se liší ve velkém rozsahu měsíčních vzorků. (Abych vás ještě více zmátl, jinde jsem dal FeO+MgO na vodorovnou osu, ale to je v pořádku, protože mezi Al2O3 a FeO+MgO existuje silná antikorelace.)

konečně, na níže uvedených grafech, každý bod pro Apollo 11 a 3 mise Luna představuje chemickou analýzu. Například téměř všechny body Apolla 11 představují vzorek 10084 (což je pravděpodobně nejlépe charakterizovaný geologický vzorek vůbec). Pro Apollo 12, 14, 15, 16, a 17, přičemž každý bod představuje očíslovaný vzorek („povrch“ a „příkop“ půdách, bez jader), např. vzorky 12032, 14163, 15071, 65701, a 76501 (průměr ze všech dostupných analýz pro každý). Velké rozpětí pro některé z těchto misí odráží kompoziční rozdíly mezi různými místy, na kterých byly na místě odebrány vzorky. Pro měsíční meteority představuje každý bod pojmenovaný kámen, např., Makalpské vrchy 88105 nebo severozápadní Afrika 8046 a její páry. Pro srovnání, každý pozemek zahrnuje také „Země“ bod, což je v průměru 4 různé odhady, co jsem našel v literatuře pro střední složení horní kontinentální Zemské kůře.

Křemík (Si)

Na Zemi, SiO2 koncentrace v horninách se liší od 0% do 100%. Variace na Měsíci je mnohem menší, protože 3 hlavních minerálů v měsíčních hornin, živce plagioklas (obvykle anorthite), pyroxenu a olivínu všechny mají přibližně stejné koncentrace SiO2.

železo (Fe)

to je matoucí. Na Zemi, železo existuje ve 2+ (železných) a 3+ (železitého) oxidační stavy, takže v chemické analýzy hornin, Fe koncentrace jsou obvykle uvedené jako % Fe2O3, protože oxid oxidační stav je častější, než železných oxidační stav. Na Měsíci není (účinně) žádná atmosféra nesoucí kyslík, takže neexistují žádné minerály železa 3+ železa. Železo v pyroxenu, olivinu a minerálech železa a titanu, jako je ilmenit, je v oxidačním stavu železa (2+). Aby se problém zkomplikoval, část železa v každé měsíční půdě existuje jako kov. Až 10% železa v některých z těchto vzorků je kovové, obvykle jako kov železa a niklu odvozený od meteoritů. Tak, v analýzách měsíčních vzorků, výsledky pro železo jsou obvykle uváděny jako „total Fe as FeO“ nebo FeOT. Na anticorrelation v tomto spiknutí dochází, protože půdách na levé straně (čedičové) jsou ovládána Al-chudých, Fe-bohaté minerály pyroxen, olivín a ilmenit vzhledem k tomu, že ty na pravé straně (živičné) jsou ovládána Al-bohaté, Fe-chudý minerální plagioklasu.

Mangan (Mn)

Na Měsíci, to vše Mn je v 2+ oxidačním stavu tak se to „chová“ stejně jako 2+ Fe.

Železa/Manganu (Fe/Mn)

Na Měsíci, to vše Mn je v 2+ oxidačním stavu, takže se „chová“ jako 2+ Fe. Výsledkem je, že poměry Fe/Mn měsíčních vzorků jsou v rozmezí 60-90 poměrně konstantní. Tato vlastnost je užitečná pro rozlišení lunární meteority z jiných typů meteoritů, ale často není užitečné pro rozlišování lunární meteority z pozemní skály

Hořčík (Mg)

Většina z toho, co je řečeno výše o 2+ Fe je také pravda, pro hořčík. V měsíčních horninách je téměř veškerá Mg v pyroxenu a olivinu.

Vápník (Ca)

Pro Al-chudých skály, některé z Ca, je v clinopyroxene ale na Měsíci, většina Ca je v plagioklasu (anorthite), což je také hlavní host pro hliník. Oba prvky tedy silně korelují.

Vápník Hliníku (Ca/Al)

Ca/Al poměr v lunární vzorky se liší pouze faktorem 2. Několik meteoritů s vysokou Ca je kontaminováno suchozemským kalcitem.

Titan (Ti)

Koncentrace Ti se liší o faktor 10 v čedičové lunární půdy.

Chrom (Cr)

Cr koncentrace v lunárních vzorků jsou mnohem vyšší, než jsou téměř ve všech suchozemských vzorků. Cr je jedním z nejlepších prvků pro rozlišení mezi měsíčními a pozemskými vzorky.

Sodík (Na)

Na koncentrace v lunární vzorky jsou mnohem nižší, než jsou ve většině suchozemských vzorků. Na je prvek, který je často dobré pro rozlišení mezi měsíčních a pozemských vzorků.

Draslík (K)

Jako Na, K koncentrace v lunární vzorky jsou mnohem nižší, než jsou ve většině suchozemských vzorků. Draslík je prvek, který je často vhodný pro rozlišení mezi měsíčními a suchozemskými vzorky.

Fosfor (P)

Fosforu v nijak zvlášť užitečné pro rozlišování mezi měsíční a pozemní ukázky.