som månegeokemiker er jeg blevet kontaktet mange gange af mennesker, der tror, at de har en prøve fra Månen. Almindelige historier er (noget i retning af)” dette støv blev givet til min afdøde bedstefar af astronaut brummer Lightyear “eller” denne Klippe, som jeg fandt i min petunia-gryde, ligner månens meteorit, hvad 94281 på din hjemmeside.”På det seneste har folk sendt mig rapporter om, at de har fået kemiske analyser fra laboratorier eller en af disse håndholdte røntgenvåben”.”Så her er hvad du behøver at vide for at fortolke disse rapporter.

hovedelementer – i månens klipper og jord består 99% af massen af følgende 7 kemiske elementer.

ilt (41-45%) | silicium (Si) | aluminium (Al) | Calcium (Ca) | jern (Fe) | Magnesium (Mg) | Titanium (Ti)

Se også Fe/Mn og Ca/Al.

mindre grundstoffer-næsten alle de resterende 1% består af disse 4 grundstoffer.

mangan (mn) | natrium (Na) | kalium (K)/fosfor (P)

nedenfor er diagrammer, jeg har lavet af data fra snesevis af litteraturkilder og mit eget laboratorium for det, vi geokemister kalder “hovedelementerne” og “mindre elementer” i prøver fra de 6 Apollo-missioner og 3 Russiske Luna-missioner, der bragte prøver tilbage fra Månen. For at gøre det enkelt har jeg holdt mig til bare jord (regolith) prøver. Jeg har også inkluderet data for de månemeteoritter, der er breccias, fordi mange til de fleste af disse klipper er sammensat af litificeret jord. Månens meteoritter kommer fra hele månen, mens Apollo og Luna mission alle kommer en lille er af nærsiden.

I jordens og Månens klipper er ilt det mest rigelige kemiske element, 41-45% på Månen. Næsten ingen måler faktisk koncentrationen af ilt i klipper mere. Vi måler “metaller” som jern og aluminium.

jordbaserede geokemister kan lide at “udtrykke” den målte koncentration af f.eks.”De måler koncentrationen af Si og angiver koncentrationen som SiO2. Så 10,0% Si er 21,4% SiO2. Kvarts er en form SiO2, men kvarts er sjældent på Månen. Næsten alle Si er i silikat mineraler som plagioclase, og olivin. Ligeledes er der ingen faktisk MgO (mineralet periclase) på Månen; magnesium bæres hovedsageligt af mineralerne pyroksen og olivin. Vi udtrykker metalkoncentrationerne som oksidkoncentrationer, fordi summen af 10 større og mindre metaltoksider ovenfor skal være 100 til 1%. Hvis ikke, har vi gjort noget forkert (!) da der ikke er nogen (= ubetydelige mængder) carbonater, sulfater eller vandholdige (vandbærende) mineraler på Månen. Månemeteoritter, imidlertid, ofte for at indeholde carbonater, sulfater, eller vandige mineraler som et resultat af forvitring på jorden, efter at de lander.

så for geokemister er bunden og venstre akser af plottene nedenfor i vægtprocent. For skrot-værftet forhandlere og guldsmede, der kan have en røntgen pistol indstillet til “metal” indstilling, bruge de øverste og højre akser.

alle plottene har aluminiumkoncentrationer på den vandrette akse. Jeg gør det på den måde, fordi Al varierer over et stort interval i måneprøver. (For at forvirre dig endnu mere, andre steder her har jeg lagt FeO+MgO på den vandrette akse, men det er OK, fordi der er en stærk antikorrelation mellem Al2O3 og FeO+MgO.)

endelig repræsenterer hvert punkt for Apollo 11 Og de 3 Luna-missioner i plottene nedenfor en kemisk analyse. For eksempel repræsenterer næsten alle Apollo 11-punkterne prøve 10084 (som sandsynligvis er den mest karakteriserede geologiske prøve nogensinde). For Apollos 12, 14, 15, 16 og 17 repræsenterer hvert punkt en nummereret prøve (“overflade” og “grøft” jord, ingen kerner), f.eks. prøver 12032, 14163, 15071, 65701 og 76501 (gennemsnit af alle tilgængelige analyser for hver). Den store spredning for nogle af disse missioner afspejler sammensætningsvariationen mellem de forskellige steder, hvor prøver blev indsamlet på stedet. For månens meteoritter repræsenterer hvert punkt en navngivet sten, f. eks., MacAlpine Hills 88105 eller Nordvestafrika 8046 og dens par. Til reference, hvert plot inkluderer også et” Jord ” – punkt, som er et gennemsnit på 4 forskellige estimater, jeg fandt i litteraturen for den gennemsnitlige sammensætning af Jordens øvre kontinentale skorpe.

silicium (Si)

på jorden varierer SiO2-koncentrationer i klipper fra 0% til 100%. Variationen på månen er meget mindre, fordi de 3 store mineraler i månens klipper, plagioclase feldspat (normalt anorthit), pyroksen og olivin alle har omtrent samme SiO2 koncentration.

jern (Fe)

Dette er forvirrende. På Jorden findes jern i de 2+ (jernholdige) og 3 + (jernholdige) iltningstilstande, så i kemisk analyse af klipper angives Fe-koncentrationer normalt som % Fe2O3, fordi jerniltningstilstanden er mere almindelig end jerniltningstilstand. På månen er der (effektivt) ingen iltbærende atmosfære, så der er ingen jern 3+ jernmineraler. Jern i jern, olivin og jern-titanium mineraler som ilmenit er alle i jernholdige (2+) iltning tilstand. For at komplicere problemet eksisterer noget af jernet i hver månejord som metal. Op til 10% af jernet i nogle af disse prøver er metallisk, normalt som jern-nikkelmetal afledt af meteoritter. Så i analyser af måneprøver angives resultater for jern normalt som “total Fe som FeO” eller FeOT. Antikorrelationen i dette plot opstår, fordi jord til venstre (basaltisk) domineres af de al-fattige, Fe-rige mineraler pyroksen, olivinog ilmenit, mens de til højre (feldspatisk) domineres af den Al-rige, Fe-fattige mineralplagioklase.

mangan (Mn)

på månen er alle Mn i 2+ iltningstilstand, så den “opfører sig” ligesom 2+ Fe.

jern/mangan (Fe/Mn)

på månen er alle Mn i 2+ iltningstilstand, så ud “opfører sig” ligesom 2+ Fe. Som et resultat er Fe / Mn-forholdet mellem måneprøver ret konstant i 60-90-området. Denne egenskab er nyttig til at skelne månemeteoritter fra andre typer meteoritter, men er ofte ikke nyttig til at skelne månemeteoritter fra jordbaserede klipper

Magnesium (Mg)

det meste af det, der siges ovenfor for 2+ Fe, gælder også for magnesium. I månens klipper er næsten alle Mg i pyroksen og olivin.

Calcium (Ca)

for Al-fattige klipper er nogle af Ca i clinopyroksen, men på månen er det meste af Ca i plagioklase (anorthit), som også er den vigtigste vært for aluminium. Således korrelerer de to elementer stærkt.

Calciumaluminium (Ca/Al)

Ca / Al-forholdet i måneprøver varierer kun med en faktor 2. De få high-Ca meteoritter er forurenet med terrestrisk calcit.

Titanium (Ti)

koncentrationer af Ti varierer med en faktor på 10 i basaltiske månejord.

chrom (Cr)

Cr-koncentrationer i måneprøver er meget højere, end de er i næsten alle jordbaserede prøver. Cr er et af de bedste elementer til at skelne mellem måneprøver og jordprøver.

natrium (Na)

na-koncentrationer i måneprøver er meget lavere, end de er i de fleste jordbaserede prøver. Na er et element, der ofte er godt til at skelne mellem måneprøver og jordprøver.

kalium (K)

ligesom Na er k-koncentrationer i måneprøver meget lavere, end de er i de fleste jordbaserede prøver. Kalium er et element, der ofte er godt til at skelne mellem måneprøver og jordprøver.

fosfor (P)

fosfor i ikke særlig nyttigt til at skelne mellem månens og terrestriske prøver.