som mångeokemist har jag kontaktats många gånger av människor som tror att de har ett prov från månen. Vanliga berättelser är (något som)” detta damm gavs till min sena farfar av astronauten Buzz Lightyear ”eller” den här stenen som jag hittade i min petunia-kruka ser ut som lunar meteorite QUE 94281 på din webbplats.”På senare tid har folk skickat mig rapporter om att de har fått kemiska analyser från laboratorier eller en av de handhållna röntgenpistolerna”.”Så här är vad du behöver veta för att tolka dessa rapporter.

huvudelement – i månstenar och jordar består 99% av massan av följande 7 kemiska element.

syre (41-45%) | kisel (Si) | aluminium (Al) | kalcium (Ca) | järn (Fe) | Magnesium (Mg) | Titan (Ti)

se även Fe/Mn och Ca/Al.

mindre element-nästan alla resterande 1% består av dessa 4 kemiska element.

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

nedan finns diagram som jag har gjort från data från dussintals litteraturkällor och mitt eget laboratorium för vad vi geokemister kallar ”huvudelementen” och ”mindre element” i prover från de 6 Apollo-uppdraget och 3 Ryska Luna-uppdrag som tog prover tillbaka från månen. För att göra det enkelt har jag fastnat på bara jordprover (regolith). Jag har också inkluderat data för de månmeteoriter som är breccias eftersom många till de flesta av dessa stenar består av lithified jord. Månens meteoriter kommer från hela månen medan Apollo och Luna uppdrag alla kommer en liten är av nearside.

i jordens och månens stenar är syre det vanligaste kemiska elementet, 41-45% på månen. Praktiskt taget ingen mäter faktiskt koncentrationen av syre i stenar längre. Vi mäter ”metaller” som järn och aluminium.

terrestriska geokemister gillar att” uttrycka ”den uppmätta koncentrationen av, säg kisel” som oxiden.”De mäter koncentrationen av Si och anger koncentrationen som SiO2. Så 10,0% Si är 21,4% SiO2. Kvarts är en form SiO2, men kvarts är sällsynt på månen. Nästan alla Si är i silikatmineraler som plagioklas, pyroxen och olivin. På samma sätt finns det ingen faktisk mgo (mineralperiklasen) på månen; magnesium bärs mestadels av mineralerna pyroxen och olivin. Vi uttrycker metallkoncentrationerna som oxidkoncentrationer eftersom summan av 10 större och mindre metalloxider ovan bör vara 100 ml 1%. Om inte, har vi gjort något fel (!) eftersom det inte finns några (= obetydliga mängder) karbonater, sulfater eller vattenhaltiga (vattenbärande) mineraler på månen. Månmeteoriter innehåller emellertid ofta karbonater, sulfater eller vattenhaltiga mineraler som ett resultat av förväxling på jorden efter att de landar.

så för geokemister är de nedre och vänstra axlarna på tomterna nedan i viktprocent oxid. För skrothandlare och juvelerare som kan ha en röntgenpistol inställd på ”metal”-inställningen, Använd de övre och högra axlarna.

alla tomter har aluminiumkoncentrationer på den horisontella axeln. Jag gör det på det sättet eftersom Al varierar över ett stort utbud i månprover. (För att förvirra dig ännu mer, någon annanstans här har jag lagt FeO+MgO på den horisontella axeln, men det är OK eftersom det finns en stark antikorrelation mellan Al2O3 och FeO+MgO.)

slutligen, i tomterna nedan, representerar varje punkt för Apollo 11 och de 3 Luna-uppdragen en kemisk analys. Till exempel representerar nästan alla Apollo 11-poäng prov 10084 (vilket förmodligen är det mest väl karakteriserade geologiska provet någonsin). För Apollos 12, 14, 15, 16 och 17 representerar varje punkt ett numrerat prov (”yta” och ”dike” jordar, inga kärnor), t.ex. prover 12032, 14163, 15071, 65701 och 76501 (medelvärde av alla tillgängliga analyser för varje). Den stora spridningen för några av dessa uppdrag återspeglar kompositionsvariationen mellan de olika platserna där prover samlades på platsen. För månmeteoriterna representerar varje punkt en namngiven sten, t. ex., MacAlpine Hills 88105 eller Nordvästra Afrika 8046 och dess par. Som referens innehåller varje tomt också en” jord ” – punkt som är i genomsnitt 4 olika uppskattningar som jag hittade i litteraturen för den genomsnittliga sammansättningen av jordens övre kontinentala skorpa.

kisel (Si)

på jorden varierar SiO2-koncentrationerna i stenar från 0% till 100%. Variationen på månen är mycket mindre eftersom de 3 stora mineralerna i månstenar, plagioklas fältspat (vanligtvis anortit), pyroxen och olivin alla har ungefär samma SiO2-koncentration.

järn (Fe)

detta är förvirrande. På jorden finns järn i oxidationstillstånden 2+ (järn) och 3+ (järn), så i kemisk analys av bergarter anges Fe-koncentrationer vanligtvis som % Fe2O3 eftersom järnoxidationstillståndet är vanligare än järnoxidationstillstånd. På månen finns det (effektivt) ingen syrebärande atmosfär så det finns inga järn 3+ järnmineraler. Järnet i pyroxen, olivin och järn-titan mineraler som ilmenit är allt i järn (2+) oxidationstillstånd. För att komplicera problemet finns en del av järnet i varje månjord som metall. Upp till 10% av järnet i några av dessa prov är metalliskt, vanligtvis som järn-nickelmetall härrörande från meteoriter. Så i analyser av månprover anges resultat för järn vanligtvis som ”total Fe som FeO” eller FeOT. Antikorrelationen i denna tomt uppstår eftersom jordar till vänster (basalt) domineras av de al-fattiga, Fe-rika mineralerna pyroxen, olivin och ilmenit medan de till höger (fältspatiska) domineras av Al-rika, Fe-fattiga mineralplagioklas.

mangan (Mn)

på månen är all Mn i 2+ oxidationstillståndet så att den ”beter sig” precis som 2+ Fe.

järn/mangan (Fe/Mn)

på månen är all Mn i 2+ oxidationstillståndet så ut ”beter sig” precis som 2+ Fe. Som ett resultat är Fe / Mn-förhållandena för månprover ganska konstanta i 60-90-intervallet. Denna egenskap är användbar för att skilja månmeteoriter från andra typer av meteoriter men är ofta inte användbar för att skilja månmeteoriter från markbundna stenar

Magnesium (Mg)

det mesta av det som sägs ovan för 2+ Fe gäller också för magnesium. I lunar rocks, nästan alla Mg är i pyroxen och olivin.

kalcium (Ca)

för Al-fattiga stenar är en del av Ca i clinopyroxen men på månen är det mesta av Ca i plagioklas (anortit), som också är huvudvärd för aluminium. Således korrelerar de två elementen starkt.

Kalciumaluminium (Ca / Al)

ca/Al-förhållandet i månprover varierar med endast en faktor 2. De få meteoriterna med hög Ca är förorenade med markkalcit.

Titan (Ti)

koncentrationer av Ti varierar med en faktor 10 i basaltiska månjord.

krom (Cr)

Cr-koncentrationer i månprover är mycket högre än i nästan alla markprover. Cr är ett av de bästa elementen för att skilja mellan mån-och markprover.

natrium (Na)

na-koncentrationer i månprover är mycket lägre än de är i de flesta markprover. Na är ett element som ofta är bra för att skilja mellan mån-och markprover.

kalium (K)

liksom Na är K-koncentrationerna i månprover mycket lägre än de är i de flesta markprover. Kalium är ett element som ofta är bra för att skilja mellan mån-och markprover.

fosfor (P)

fosfor i inte särskilt användbart för att skilja mellan mån-och markprover.