ca geochimist lunar am fost abordat de multe ori de oameni care cred că au o probă de pe lună. Poveștile obișnuite sunt (ceva de genul)” acest praf a fost dat regretatului meu bunic de astronautul Buzz Lightyear „sau” această piatră pe care am găsit-o în oala mea de petunie arată la fel ca meteoritul lunar QUE 94281 pe site-ul dvs. web.”În ultima vreme, oamenii mi-au trimis rapoarte că au obținut analize chimice de la laboratoare sau de la una dintre acele arme cu raze X”.”Deci, iată ce trebuie să știți pentru a interpreta aceste rapoarte.

elemente majore – în rocile și solurile lunare 99% din masă constă din următoarele 7 elemente chimice.

oxigen (41-45%) | siliciu (Si) | aluminiu (Al) | calciu (Ca) | fier (Fe) | magneziu (Mg)/Titan (Ti)

a se vedea, de asemenea, Fe/Mn și Ca / Al.

elemente minore – aproape tot restul de 1% constă în aceste 4 elemente chimice.

mangan (Mn) | sodiu (Na) | potasiu (K)/fosfor (P)

Mai jos sunt diagrame pe care le-am făcut din date din zeci de surse de literatură și propriul meu laborator pentru ceea ce noi geochimiștii numim „elementele majore” și „elementele minore” din probele din cele 6 misiuni Apollo și 3 misiuni rusești Luna care au adus probe înapoi de pe lună. Pentru a face mai simplu, m-am lipit doar de probe de sol (regolith). Am inclus, de asemenea, date pentru acei meteoriți lunari care sunt brecii, deoarece multe până la majoritatea acestor roci sunt compuse din sol litificat. Meteoriții lunari provin de pe toată luna, în timp ce misiunea Apollo și Luna vin toate mici sunt din apropiere.

în rocile Pământului și Lunii, oxigenul este cel mai abundent element chimic, 41-45% pe lună. Practic, nimeni nu mai măsoară concentrația de oxigen din roci. Măsurăm „metalele” precum fierul și aluminiul.

geochimiștilor tereștri le place să „exprime” concentrația măsurată de, să zicem, siliciu „ca oxid.”Ei măsoară concentrația de Si și afirmă concentrația ca SiO2. Deci, 10,0% Si este 21,4% SiO2. Cuarțul este o formă SiO2, dar cuarțul este rar pe lună. Aproape toate Si se află în minerale silicate, cum ar fi plagioclaza, piroxenul și olivina. De asemenea, nu există MgO real (periclaza minerală) pe lună; magneziul este transportat în cea mai mare parte de mineralele piroxen și olivină. Exprimăm concentrațiile de metal ca concentrații de oxid, deoarece suma de 10 oxizi metalici majori și minori de mai sus ar trebui să fie de 100 de 1%. Dacă nu, am făcut ceva greșit (!) deoarece nu există (= cantități nesemnificative de) carbonați, sulfați sau minerale hidrice (purtătoare de apă) pe lună. Cu toate acestea, meteoriții lunari conțin adesea carbonați, sulfați sau minerale hidrice ca urmare a intemperiilor de pe Pământ după ce aterizează.

deci, pentru geochimiști, axele de jos și de stânga ale parcelelor de mai jos sunt în greutate-procente de oxid. Pentru dealerii de fier vechi și bijutierii care ar putea avea un pistol cu raze X setat la setarea „metal”, utilizați axele de sus și din dreapta.

toate parcelele au concentrații de aluminiu pe axa orizontală. O fac în acest fel pentru că Al variază pe o gamă largă de probe lunare. (Pentru a vă confunda și mai mult, în altă parte aici am pus FeO+MgO pe axa orizontală, dar acest lucru este în regulă, deoarece există o puternică anticorrelație între Al2O3 și FeO+MgO.)

în cele din urmă, în parcelele de mai jos, fiecare punct pentru Apollo 11 și cele 3 misiuni Luna reprezintă o analiză chimică. De exemplu, aproape toate punctele Apollo 11 reprezintă eșantionul 10084 (care este probabil cel mai bine caracterizat eșantion geologic vreodată). Pentru Apolo 12, 14, 15, 16 și 17, fiecare punct reprezintă un eșantion numerotat (soluri”de suprafață” și „șanț”, fără miezuri), de exemplu, probele 12032, 14163, 15071, 65701 și 76501 (media tuturor analizelor disponibile pentru fiecare). Răspândirea mare pentru unele dintre aceste misiuni reflectă variația compozițională între diferitele locații în care au fost colectate probe la fața locului. Pentru meteoriții lunari, fiecare punct reprezintă o piatră numită, de ex., Dealurile MacAlpine 88105 sau Africa de Nord-Vest 8046 și perechile sale. Pentru referință, fiecare complot include, de asemenea, un punct” pământ”, care este o medie de 4 estimări diferite pe care le-am găsit în literatura de specialitate pentru compoziția medie a scoarței continentale superioare a Pământului.

siliciu (Si)

pe Pământ, concentrațiile de SiO2 în roci variază de la 0% la 100%. Variația pe lună este mult mai mică, deoarece cele 3 minerale majore din rocile lunare, feldspatul plagioclaz (de obicei anortit), piroxenul și olivina au toate aproximativ aceeași concentrație de SiO2.

fier (Fe)

Acest lucru este confuz. Pe Pământ, fierul există în stările de oxidare 2+ (feroase) și 3+ (ferice), astfel încât în analiza chimică a rocilor, concentrațiile de Fe sunt de obicei declarate ca % Fe2O3 deoarece starea de oxidare ferică este mai frecventă decât starea de oxidare feroasă. Pe lună nu există (efectiv) atmosferă purtătoare de oxigen, deci nu există minerale de fier 3+ fier. Fierul din mineralele piroxen, olivină și fier-titan, cum ar fi ilmenit, se află în stare de oxidare feroasă (2+). Pentru a complica problema, o parte din fierul din fiecare sol lunar există ca metal. Până la 10% din fierul din unele dintre aceste probe este metalic, de obicei ca metal fier-nichel derivat din meteoriți. Deci, în analizele probelor lunare, rezultatele pentru fier sunt de obicei declarate ca „Fe total ca FeO” sau FeOT. Anticorrelația din acest complot apare deoarece solurile din stânga (bazaltice) sunt dominate de mineralele al-sărace, bogate în Fe piroxen, olivină și ilmenit, în timp ce cele din dreapta (feldspatice) sunt dominate de plagioclaza minerală bogată în Al, săracă în Fe.

mangan (Mn)

pe lună, Tot Mn este în starea de oxidare 2+, așa că „se comportă” la fel ca 2+ Fe.

fier/mangan (Fe/Mn)

pe lună, Tot Mn se află în starea de oxidare 2+, așa că „se comportă” la fel ca 2+ Fe. Ca rezultat, rapoartele Fe/Mn ale probelor lunare sunt destul de constante în intervalul 60-90. Această caracteristică este utilă pentru a distinge meteoriții lunari de alte tipuri de meteoriți, dar adesea nu este utilă pentru a distinge meteoriții lunari de rocile terestre

magneziu (Mg)

majoritatea a ceea ce se spune mai sus pentru 2+ Fe este valabil și pentru magneziu. În rocile lunare, aproape toată Mg este în piroxen și olivină.

calciu (Ca)

pentru rocile sărace din Al, o parte din Ca este în clinopiroxen, dar pe lună cea mai mare parte a Ca este în plagioclază (anortit), care este, de asemenea, gazda principală pentru aluminiu. Astfel, cele două elemente se corelează puternic.

Calciu Aluminiu (Ca/Al)

raportul Ca / Al în probele lunare variază doar cu un factor de 2. Câțiva meteoriți de înaltă calitate sunt contaminați cu calcit terestru.

Titan (Ti)

concentrațiile Ti variază cu un factor de 10 în solurile lunare bazaltice.

crom (Cr)

concentrațiile de Cr în probele lunare sunt mult mai mari decât în aproape toate probele terestre. Cr este unul dintre cele mai bune elemente pentru a distinge între probele lunare și terestre.

sodiu (Na)

concentrațiile de Na în probele lunare sunt mult mai mici decât în majoritatea probelor terestre. Na este un element care este adesea bun pentru a distinge între probele lunare și terestre.

potasiu (K)

Ca Na, concentrațiile K în probele lunare sunt mult mai mici decât în majoritatea probelor terestre. Potasiul este un element care este adesea bun pentru a distinge între probele lunare și terestre.

fosfor (P)

fosfor nu este deosebit de util pentru a distinge între probele lunare și terestre.