Come geochimico lunare sono stato avvicinato molte volte da persone che credono di avere un campione dalla Luna. Storie comuni sono (qualcosa di simile) “Questa polvere è stata data al mio defunto nonno dall’astronauta Buzz Lightyear” o ” Questa roccia che ho trovato nel mio vaso petunia sembra proprio come meteorite lunare QUE 94281 sul tuo sito web.”Ultimamente, le persone mi hanno inviato rapporti che hanno ottenuto di analisi chimiche da laboratori o da una di quelle pistole a raggi X portatili”.”Quindi, ecco cosa devi sapere per interpretare quei rapporti.

Elementi principali-Nelle rocce lunari e nei terreni il 99% della massa è costituito dai seguenti 7 elementi chimici.

Ossigeno (41-45%) Silicio (Si) | Alluminio (Al) | Calcio (Ca) | Ferro (Fe) | Magnesio (Mg) | Titanio (Ti)

Vedere anche: Fe/Mn e Ca/Al.

Elementi minori-Quasi tutto il restante 1% è costituito da questi 4 elementi chimici.

Manganese (Mn) | Sodio (Na) | Potassio (K)/Fosforo (P)

Di seguito sono riportati i grafici che ho realizzato con dati provenienti da dozzine di fonti di letteratura e dal mio laboratorio per quelli che noi geochimici chiamiamo “elementi principali” e “elementi minori” in campioni provenienti da quelle 6 missioni Apollo e 3 missioni Luna russe che hanno riportato campioni dalla Luna. Per rendere più semplice, ho attaccato a solo suolo (regolite) campioni. Ho anche incluso i dati per quei meteoriti lunari che sono brecce perché molti alla maggior parte di queste rocce sono composti da terreno litificato. I meteoriti lunari provengono da tutta la Luna, mentre la missione Apollo e Luna tutti venire un piccolo sono del nearside.

Nelle rocce della Terra e della Luna, l’ossigeno è l’elemento chimico più abbondante, il 41-45% sulla Luna. Praticamente nessuno misura più la concentrazione di ossigeno nelle rocce. Misuriamo i “metalli” come ferro e alluminio.

Geochimici terrestri piace ” esprimere “la concentrazione misurata di, diciamo, silicio” come l’ossido.”Misurano la concentrazione di Si e indicano la concentrazione come SiO2. Quindi, 10.0% Si è 21.4% SiO2. Il quarzo è una forma SiO2, ma il quarzo è raro sulla Luna. Quasi tutto il Si è in minerali di silicato come plagioclasio, pirosseno e olivina. Allo stesso modo, non c’è MgO reale (la periclasi minerale) sulla Luna; il magnesio è trasportato principalmente dai minerali pirosseno e olivina. Esprimiamo le concentrazioni di metallo come concentrazioni di ossido perché la somma di 10 ossidi metallici maggiori e minori sopra dovrebbe essere 100±1%. In caso contrario, abbiamo fatto qualcosa di sbagliato (!) poiché non ci sono (= quantità insignificanti di) carbonati, solfati o minerali idrici (portatori di acqua) sulla Luna. Meteoriti lunari, tuttavia, spesso per contenere carbonati, solfati, o minerali idrosi a causa di agenti atmosferici sulla Terra dopo che atterrano.

Quindi, per i geochimici, gli assi inferiore e sinistro dei grafici sottostanti sono in ossido percentuale di peso. Per i commercianti di rottami e gioiellieri che potrebbero avere una pistola a raggi X impostata sull’impostazione” metallo”, utilizzare gli assi superiore e destro.

Tutte le trame hanno concentrazioni di alluminio sull’asse orizzontale. Lo faccio in questo modo perché Al varia su una vasta gamma di campioni lunari. (Per confonderti ancora di più, altrove qui ho messo FeO+MgO sull’asse orizzontale, ma va bene perché c’è una forte anticorrelazione tra Al2O3 e FeO+MgO.)

Infine, nei grafici sottostanti, ogni punto per Apollo 11 e le 3 missioni Luna rappresenta un’analisi chimica. Ad esempio, quasi tutti i punti Apollo 11 rappresentano il campione 10084 (che è probabilmente il campione geologico più ben caratterizzato di sempre). Per Apollo 12, 14, 15, 16 e 17, ogni punto rappresenta un campione numerato (suoli”di superficie” e “di trincea”, senza nuclei), ad esempio i campioni 12032, 14163, 15071, 65701 e 76501 (media di tutte le analisi disponibili per ciascuno). La grande diffusione per alcune di queste missioni riflettono la variazione compositiva tra i vari luoghi in cui i campioni sono stati raccolti presso il sito. Per i meteoriti lunari, ogni punto rappresenta una pietra denominata, ad es., MacAlpine Hills 88105 o Nord-ovest Africa 8046 e le sue coppie. Per riferimento, ogni trama include anche un punto “Terra” che è una media di 4 diverse stime che ho trovato in letteratura per la composizione media della crosta continentale superiore della Terra.

Silicio (Si)

Sulla Terra, le concentrazioni di SiO2 nelle rocce variano dallo 0% al 100%. La variazione sulla Luna è molto meno perché i 3 principali minerali nelle rocce lunari, il feldspato plagioclasio (di solito anorthite), il pirosseno e l’olivina hanno tutti la stessa concentrazione di SiO2.

Ferro (Fe)

Questo è confuso. Sulla Terra, il ferro esiste negli stati di ossidazione 2+ (ferrosi) e 3 + (ferrici), quindi nell’analisi chimica delle rocce, le concentrazioni di Fe sono solitamente indicate come % Fe2O3 perché lo stato di ossidazione ferrica è più comune dello stato di ossidazione ferrosa. Sulla Luna non c’è (effettivamente) nessuna atmosfera di ossigeno, quindi non ci sono minerali di ferro 3+ ferro. Il ferro in pirosseno, olivina e minerali ferro-titanio come ilmenite è tutto nello stato di ossidazione ferroso (2+). A complicare il problema, parte del ferro in ogni terreno lunare esiste come metallo. Fino al 10% del ferro in alcuni di questi campioni è metallico, di solito come metallo ferro-nichel derivato da meteoriti. Quindi, nelle analisi dei campioni lunari, i risultati per il ferro sono solitamente indicati come “Fe totale come FeO” o FeOT. L’anticorrelazione in questo appezzamento si verifica perché i terreni a sinistra (basaltici) sono dominati dai minerali Al-poveri, ricchi di Fe pirossene, olivina e ilmenite mentre quelli a destra (feldspatici) sono dominati dal plagioclasio minerale ricco di Fe.

Manganese (Mn)

Sulla Luna, tutto il Mn è nello stato di ossidazione 2+ quindi “si comporta” proprio come 2+ Fe.

Ferro/Manganese (Fe/Mn)

Sulla Luna, tutto il Mn è nello stato di ossidazione 2+ quindi fuori “si comporta” proprio come 2+ Fe. Di conseguenza, i rapporti Fe/Mn dei campioni lunari sono piuttosto costanti nell’intervallo 60-90. Questa caratteristica è utile per distinguere lunare meteoriti provenienti da altri tipi di meteoriti, ma spesso non è utile per distinguere lunare meteoriti terrestri rocce

Magnesio (Mg)

la Maggior parte di ciò che è detto sopra per 2+ Fe è vero anche per il magnesio. Nelle rocce lunari, quasi tutto il Mg è in pirosseno e olivina.

Calcio (Ca)

Per Al-poveri rocce, alcune delle Ca è in clinopirosseno, ma sulla Luna la maggior parte delle Ca è in plagioclasio (anorthite), che è anche l’ospite principale per l’alluminio. Quindi, i due elementi sono fortemente correlati.

Calcio Alluminio (Ca/Al)

Il rapporto Ca / Al nei campioni lunari varia solo di un fattore 2. I pochi meteoriti ad alta Ca sono contaminati da calcite terrestre.

Titanio (Ti)

Le concentrazioni di Ti variano di un fattore 10 nei terreni lunari basaltici.

Cromo (Cr)

Le concentrazioni di Cr nei campioni lunari sono molto più alte di quelle di quasi tutti i campioni terrestri. Cr è uno dei migliori elementi per distinguere tra campioni lunari e terrestri.

Sodio (Na)

Le concentrazioni di Na nei campioni lunari sono molto inferiori rispetto alla maggior parte dei campioni terrestri. Na è un elemento che è spesso buono per distinguere tra campioni lunari e terrestri.

Potassio (K)

Come Na, le concentrazioni di K nei campioni lunari sono molto inferiori a quelle della maggior parte dei campioni terrestri. Il potassio è un elemento che è spesso buono per distinguere tra campioni lunari e terrestri.

Fosforo (P)

Fosforo non particolarmente utile per distinguere tra campioni lunari e terrestri.