Como geoquímico lunar, muchas veces me han abordado personas que creen que tienen una muestra de la Luna. Las historias comunes son (algo así como)» Este polvo fue dado a mi difunto abuelo por el astronauta Buzz Lightyear «o» Esta roca que encontré en mi olla de petunia se parece al meteorito lunar QUE 94281 en su sitio web.»Últimamente, la gente me ha estado enviando informes de que han obtenido análisis químicos de laboratorios o de una de esas pistolas de rayos X de mano».»Entonces, esto es lo que necesita saber para interpretar esos informes.

Elementos principales: En rocas lunares y suelos, el 99% de la masa consiste en los siguientes 7 elementos químicos.

Oxígeno (41-45%) | Silicio (Si) | Aluminio (Al) | Calcio (Ca) | Hierro (Fe) | Magnesio (Mg)/Titanio (Ti)

Véanse también Fe/Mn y Ca / Al.

Elementos menores-Casi todo el 1% restante consiste en estos 4 elementos químicos.

Manganeso (Mn) | Sodio (Na) | Potasio (K) | Fósforo (P)

A continuación se muestran gráficos que he hecho a partir de datos de docenas de fuentes de literatura y mi propio laboratorio para lo que los geoquímicos llamamos los «elementos principales» y «elementos menores» en muestras de esas 6 misiones Apolo y 3 misiones Luna rusas que trajeron muestras de la Luna. Para simplificarlo, me he quedado solo con muestras de tierra (regolito). También he incluido datos de esos meteoritos lunares que son brechas porque muchas de estas rocas están compuestas de suelo litificado. Los meteoritos lunares vienen de todas partes de la Luna, mientras que la misión Apolo y la Luna vienen de un lado cercano.

En las rocas de la Tierra y la Luna, el oxígeno es el elemento químico más abundante, 41-45% en la Luna. Prácticamente ya nadie mide la concentración de oxígeno en las rocas. Medimos los «metales» como el hierro y el aluminio.

A los geoquímicos terrestres les gusta «expresar» la concentración medida de, por ejemplo, silicio » como óxido.»Miden la concentración de Si y declaran la concentración como SiO2. Por lo tanto, 10,0% de Si es 21,4% de SiO2. El cuarzo es una forma SiO2, pero el cuarzo es raro en la Luna. Casi todo el Si está en minerales de silicato como plagioclasa, piroxeno y olivino. Del mismo modo, no hay MgO real (el mineral periclasa) en la Luna; el magnesio es transportado principalmente por los minerales piroxeno y olivino. Expresamos las concentraciones de metales como concentraciones de óxidos porque la suma de 10 óxidos metálicos mayores y menores arriba mencionados debe ser de 100±1%. Si no, hemos hecho algo mal (!) ya que no hay (= cantidades insignificantes de) carbonatos, sulfatos o minerales hidratados (que contienen agua) en la Luna. Los meteoritos lunares, sin embargo, a menudo contienen carbonatos, sulfatos o minerales hidratados como resultado de la intemperie en la Tierra después de aterrizar.

Por lo tanto, para geoquímicos, los ejes inferior e izquierdo de las gráficas de abajo están en porcentaje de óxido en peso. Para los comerciantes de chatarra y joyeros que podrían tener una pistola de rayos X configurada en la configuración de «metal», use los ejes superior y derecho.

Todas las parcelas tienen concentraciones de aluminio en el eje horizontal. Lo hago de esa manera porque Al varía en un amplio rango en muestras lunares. (Para confundirte aún más, en otro lugar aquí he puesto FeO+MgO en el eje horizontal, pero eso está bien porque hay una fuerte anticorrelación entre Al2O3 y FeO+MgO.)

Finalmente, en las gráficas de abajo, cada punto para Apolo 11 y las 3 misiones Luna representa un análisis químico. Por ejemplo, casi todos los puntos del Apolo 11 representan la muestra 10084 (que es probablemente la muestra geológica más bien caracterizada de la historia). Para Apolos 12, 14, 15, 16 y 17, cada punto representa una muestra numerada (suelos de»superficie» y «zanja», sin núcleos), por ejemplo, muestras 12032, 14163, 15071, 65701 y 76501 (media de todos los análisis disponibles para cada una). La gran extensión de algunas de estas misiones refleja la variación de composición entre los diversos lugares en los que se recogieron muestras en el lugar. Para los meteoritos lunares, cada punto representa el nombre de una piedra, por ejemplo,, MacAlpine Colinas 88105 o del Noroeste de África 8046 y sus pares. Como referencia, cada parcela también incluye un punto de «Tierra» que es un promedio de 4 estimaciones diferentes que encontré en la literatura para la composición media de la corteza continental superior de la Tierra.

Silicio (Si)

En la Tierra, las concentraciones de SiO2 en las rocas varían de 0% a 100%. La variación en la Luna es mucho menor porque los 3 minerales principales en las rocas lunares, feldespato de plagioclasa (generalmente anortita), piroxeno y olivino tienen aproximadamente la misma concentración de SiO2.

el Hierro (Fe)

Esto es confuso. En la Tierra, el hierro existe en los estados de oxidación 2+ (ferroso) y 3 + (férrico), por lo que en el análisis químico de rocas, las concentraciones de Fe generalmente se indican como % de Fe2O3 porque el estado de oxidación férrica es más común que el estado de oxidación ferrosa. En la Luna no hay (efectivamente) atmósfera que contenga oxígeno, por lo que no hay minerales de hierro 3+. El hierro en los minerales de piroxeno, olivino y hierro-titanio como la ilmenita se encuentra en el estado de oxidación ferroso (2+). Para complicar el asunto, parte del hierro en cada suelo lunar existe como metal. Hasta el 10% del hierro en algunas de estas muestras es metálico, generalmente como metal hierro-níquel derivado de meteoritos. Por lo tanto, en los análisis de muestras lunares, los resultados para el hierro generalmente se indican como «Fe total como FeO» o FeOT. La anticorrelación en esta parcela se produce porque los suelos de la izquierda (basálticos) están dominados por los minerales Al-pobres, ricos en Fe, piroxeno, olivino e ilmenita, mientras que los de la derecha (feldespáticos) están dominados por la plagioclasa mineral rica en Al y pobre en Fe.

Manganeso (Mn)

En la Luna, todo el Mn está en el 2+ estado de oxidación por lo que «se comporta» como 2+ Fe.

Hierro / Manganeso (Fe/Mn)

En la Luna, todo el Mn está en el estado de oxidación 2+, por lo que se «comporta» al igual que 2+ Fe. Como resultado, las relaciones Fe / Mn de las muestras lunares son bastante constantes en el rango de 60-90. Esta característica es útil para distinguir los meteoritos lunares de otros tipos de meteoritos, pero a menudo no es útil para distinguir los meteoritos lunares de las rocas terrestres

Magnesio (Mg)

La mayor parte de lo que se dijo anteriormente para 2+ Fe también es cierto para el magnesio. En las rocas lunares, casi todo el Mg está en piroxeno y olivino.

Calcio (Ca)

Para rocas pobres, parte del Ca está en clinopiroxeno, pero en la Luna, la mayor parte del Ca está en plagioclasa (anorthita), que también es el principal huésped del aluminio. Por lo tanto, los dos elementos se correlacionan fuertemente.

Aluminio cálcico (Ca/Al)

La relación Ca / Al en muestras lunares varía solo por un factor de 2. Los pocos meteoritos de alto contenido de Ca están contaminados con calcita terrestre.

Titanium (Ti)

Las concentraciones de Ti varían en un factor de 10 en suelos lunares basálticos.

Cromo (Cr)

Las concentraciones de Cr en muestras lunares son mucho más altas que en casi todas las muestras terrestres. Cr es uno de los mejores elementos para distinguir entre muestras lunares y terrestres.

Sodio (Na)

Las concentraciones de Na en muestras lunares son mucho más bajas que en la mayoría de las muestras terrestres. Na es un elemento que a menudo es bueno para distinguir entre muestras lunares y terrestres.

Potasio (K)

Al igual que Na, las concentraciones de K en muestras lunares son mucho más bajas que en la mayoría de las muestras terrestres. El potasio es un elemento que a menudo es bueno para distinguir entre muestras lunares y terrestres.

Fósforo (P)

El fósforo no es particularmente útil para distinguir entre muestras lunares y terrestres.