as a lunar geochemist I have been approached many times by people who believing that they have a sample from the Moon. Yleisiä tarinoita ovat (jotain) ”tämä pöly annettiin edesmenneelle isoisälleni astronautti Buzz Lightyear” tai ” tämä kivi, jonka löysin petunia potin näyttää aivan Kuun meteoriitti QUE 94281 sivustossasi.”Viime aikoina ihmiset ovat lähettäneet minulle raportteja, että he ovat saaneet kemiallisia analyysejä laboratorioista tai jostakin noista käsin pidettävistä röntgenaseista.””Joten, tässä mitä sinun täytyy tietää, jotta tulkita näitä raportteja.

tärkeimmät alkuaineet – Kuun kivissä ja maaperässä 99% massasta koostuu seuraavista 7 alkuaineesta

happi (41-45%) | pii (Si) | alumiini (Al) | kalsium (Ca) | rauta (Fe) | Magnesium (Mg)/titaani (Ti)

Katso myös Fe/Mn ja Ca / Al.

Pienet alkuaineet – lähes kaikki jäljelle jäävä 1% koostuu näistä 4 alkuaineesta.

mangaani (mn) | natrium (Na) | kalium (K)/fosfori (p)

alla on kaavioita, jotka olen tehnyt kymmenistä kirjallisuuslähteistä ja omasta laboratoriostani, mitä me geokemistit kutsumme ”pääaineiksi” ja ”vähäisiksi alkuaineiksi” näytteissä niiltä 6 Apollo-lennolta ja 3 venäläiseltä Luna-lennolta, jotka toivat näytteitä kuusta. Jotta asia olisi yksinkertainen, Olen kiinni vain maaperän (regolith) näytteitä. Olen myös lisännyt tietoja niistä Kuun meteoriitit, jotka ovat breccioita, koska monet useimmat näistä kivistä koostuvat litifioidusta maaperästä. Kuun meteoriitit tulevat eri puolilta kuuta, kun taas Apollo ja Luna tehtävä kaikki tulevat pieni ovat lähellä.

maan ja kuun kivissä happi on runsain alkuaine, 41-45% kuussa. Käytännössä kukaan ei enää mittaa hapen pitoisuutta kivissä. Mittaamme ”metalleja”, kuten rautaa ja alumiinia.

maanpäälliset geokemistit haluavat ”ilmaista” esimerkiksi piin mitatun pitoisuuden ”oksidina.”Ne mittaavat si: n pitoisuuden ja ilmoittavat pitoisuuden SiO2: ksi. Eli 10,0% Si on 21,4% SiO2. Kvartsi on muotoa SiO2, mutta kvartsi on kuussa harvinaista. Lähes kaikki Si on silikaattimineraaleissa, kuten plagioklaasissa, pyrokseenissa ja oliviinissa. Kuussa ei myöskään ole varsinaista MGO: ta (mineraalista periklaasia), vaan magnesiumia kuljettavat lähinnä mineraalit pyrokseeni ja oliviini. Ilmaisemme metallipitoisuudet oksidipitoisuuksina, koska edellä olevien 10 suuren ja pienen metallioksidien summan pitäisi olla 100±1%. Jos ei, olemme tehneet jotain väärin.) koska kuussa ei ole (=merkityksettömiä määriä) karbonaatteja, sulfaatteja tai vetisiä (vettä sisältäviä) mineraaleja. Kuun meteoriitit sisältävät kuitenkin usein karbonaatteja, sulfaatteja tai vesipitoisia mineraaleja, jotka ovat seurausta maan päälle laskeutumisen jälkeisestä sään heikkenemisestä.

joten geokemisteille alla olevien havaintoalojen alimmat ja vasemmanpuoleiset akselit ovat painoprosentteina oksidia. Romuttamomyyjille ja jalokivikauppiaille, joilla saattaa olla ”metalli”-asetukseen asetettu röntgenase, käytä ylä-ja oikeanpuoleisia kirveitä.

kaikilla kuvioilla on alumiinipitoisuudet vaaka-akselilla. Teen sen niin, koska Al vaihtelee suurella alueella kuunäytteissä. (Hämmentääkseni teitä vielä enemmän, muualla täällä olen laittanut Feo+MgO vaaka-akselille, mutta se on OK, koska Al2O3: n ja FeO+MgO: n välillä on voimakas korroosionesto.)

lopuksi alla olevissa kuvioissa Apollo 11: n jokainen piste ja 3 Luna-lentoa edustavat kemiallista analyysiä. Esimerkiksi lähes kaikki Apollo 11: n pisteet edustavat näytettä 10084 (joka lienee kaikkien aikojen parhaiten tunnettu geologinen näyte). Apollos 12: n, 14: n, 15: n, 16: n ja 17: n osalta jokainen piste edustaa numeroitua näytettä (”pintamaa” ja ”kaivanto”, ei ydintä), esim.näytteet 12032, 14163, 15071, 65701 ja 76501 (kunkin osalta kaikkien käytettävissä olevien analyysien keskiarvo). Suuri hajonta joillakin näistä tutkimusmatkoista johtuu koostumusvaihtelusta niiden eri paikkojen välillä, joissa näytteitä kerättiin paikan päällä. Kuun meteoriiteille jokainen piste edustaa nimettyä kiveä, esim., MacAlpine Hills 88105 tai Luoteis-Afrikka 8046 ja sen parit. Viitteenä, jokainen kuvaaja sisältää myös ” maa ” piste, joka on keskimäärin 4 eri arvioiden löysin kirjallisuudessa keskimääräinen koostumus ylemmän manner maankuoren.

pii (Si)

maapallolla SiO2-pitoisuudet kivissä vaihtelevat 0-100% välillä. Vaihtelu kuussa on paljon vähäisempää, koska kuun kivien 3 päämineraalia, plagioklaasi-maasälpä (yleensä anortiitti), pyrokseeni ja oliviini ovat kaikki suunnilleen samat SiO2-pitoisuudet.

rauta (Fe)

Tämä on hämmentävää. Maapallolla rauta esiintyy 2+ (rauta) ja 3 + (Ferri) hapetustiloissa, joten kivien kemiallisessa analyysissä Fe-pitoisuudet ilmoitetaan yleensä prosentteina Fe2O3, koska ferrinen hapetustila on yleisempi kuin rautainen hapetustila. Kuussa ei ole (käytännössä) happea sisältävää ilmakehää, joten siellä ei ole rauta 3+ rautamineraaleja. Pyrokseenin, oliviinin ja ilmeniitin kaltaisten rauta-titaanimineraalien rauta on kaikki rauta – (2+) hapetustilassa. Asiaa mutkistaa se, että osa jokaisen kuun maaperässä olevasta raudasta on metallia. Joidenkin näytteiden raudasta jopa 10% on metallista, yleensä meteoriiteista johdettua rauta-nikkelimetallia. Niinpä kuunäytteiden analyyseissä raudan tulokset ilmoitetaan yleensä ”total Fe as FeO” eli FeOT. Antikorrelaatio tässä kuviossa johtuu siitä, että maaperän vasemmalla (basaltti) hallitsevat Al-köyhät, Fe-rikkaat mineraalit pyrokseeni, oliviini ja ilmeniitti, kun taas oikealla (maasälpä) hallitsevat Al-rikas, Fe-huono mineraali plagioklaasi.

mangaani (Mn)

Kuun pinnalla kaikki mn on 2+ hapetustilassa, joten se ”käyttäytyy” aivan kuten 2+ Fe.

rauta/mangaani (Fe/Mn)

kuussa kaikki mn on 2+ hapetustilassa, joten ulos ”käyttäytyy” aivan kuten 2+ Fe. Tämän vuoksi kuunäytteiden Fe/Mn-suhde on melko vakio 60-90-alueella. Tämä ominaisuus on hyödyllinen Kuun meteoriittien erottamisessa muista meteoriittityypeistä, mutta se ei useinkaan ole hyödyllinen Kuun meteoriittien erottamisessa maanpäällisistä kivistä

Magnesium (Mg)

suurin osa siitä, mitä edellä on sanottu 2+ Fe, pätee myös magnesiumin osalta. Kuukivissä lähes kaikki Mg on pyrokseenissa ja oliviinissa.

kalsium (Ca)

Al-köyhille kiville osa Ca: sta on klinopyrokseenissa, mutta kuussa suurin osa Ca: sta plagioklaasissa (anortiitti), joka on myös alumiinin pääisäntä. Näin ollen nämä kaksi tekijää korreloivat vahvasti keskenään.

Kalsiumalumiini (Ca/Al)

Ca / Al-suhde kuunäytteissä vaihtelee vain kertoimella 2. Muutamat korkeasateiset meteoriitit ovat maan kalsiitin saastuttamia.

titaani (Ti)

TI: n pitoisuudet vaihtelevat basalttisessa kuuperäisessä maaperässä kertoimella 10.

Kromi (Cr)

CR-pitoisuudet kuunäytteissä ovat paljon korkeammat kuin lähes kaikissa maanpäällisissä näytteissä. Cr on yksi parhaista elementeistä erottaa kuun ja maan näytteitä.

natrium (Na)

na-pitoisuudet kuunäytteissä ovat paljon alhaisemmat kuin useimmissa maanäytteissä. Na on alkuaine, joka on usein hyvä erottaa kuun ja maan näytteitä.

kalium (K)

kuten Na, K-pitoisuudet kuunäytteissä ovat paljon alhaisemmat kuin useimmissa maanäytteissä. Kalium on alkuaine, joka on usein hyvä erottaa kuun ja maan näytteitä.

fosfori (P)

fosfori ei ole erityisen hyödyllinen eroteltaessa kuu-ja maanäytteitä.