Nie znaleziono jeszcze meteorytu księżycowego w Ameryce Północnej, Ameryce Południowej ani Europie. Niewątpliwie istnieją, ale prawdopodobieństwo znalezienia meteorytu księżycowego w klimacie umiarkowanym jest niewiarygodnie niskie. Wielu doświadczonych kolekcjonerów meteorytów szukało i nikomu się to jeszcze nie udało. Realistycznie rzecz biorąc, prawdopodobieństwo, że amator znajdzie meteoryt księżycowy, jest tak niskie, jak trafienie 6 w Lotto.
Zarówno pod względem wizualnym, jak i kompozycyjnym meteoryty księżycowe wyglądają bardziej jak skały ziemskie niż „normalne” meteoryty (zwykłe chondryty). Łatwo jest przeoczyć meteoryt księżycowy lężacy gdzieś w polu czy pomiędzy źdźbłami traw. Zwietrzały meteoryt księżycowy wygląda wyjątkowo nijako.
Mineralogia księżycowa
Tylko cztery minerały – skaleń plagioklazowy , piroksen, oliwin i ilmenit – stanowią 98-99% materiału krystalicznego skorupy księżycowej. (Materiał na powierzchni Księżyca zawiera dużą część materiału niekrystalicznego, ale większość tego materiału to szkło powstałe w wyniku topienia skał zawierających cztery główne minerały.) Pozostałe 1-2% to głównie skaleń potasowy, minerały tlenkowe, takie jak jako chromit, pleonast i rutyl, fosforany wapnia, cyrkon, trojlit i żelazo metaliczne. Zidentyfikowano wiele innych minerałów, ale większość z nich jest rzadka i występuje tylko jako bardzo małe ziarna międzyczterech głównych minerałów i nie można ich zobaczyć gołym okiem.
Niektóre z najczęstszych minerałów na powierzchni Ziemi są rzadkie lub nigdy nie zostały znalezione w próbkach pobranych na Księżycu. Należą do nich kwarc, kalcyt, magnetyt, hematyt , miki, amfibole i większość minerałów siarczkowych. Wiele minerałów lądowych zawiera wodę jako część swojej struktury krystalicznej. Typowymi przykładami są miki i amfibole. Minerały wodne (zawierające wodę) nie zostały znalezione w próbkach pobranych na Księżycu. Prostota mineralogii księżycowej często sprawia, że bardzo łatwo powiedzieć z wielką pewnością: „To nie jest skała księżycowa”.
Waga: 23 gramy. Źródło obrazu: zdjęcie NASA S95-14590
Skała zawierająca kwarc, kalcyt lub mikę jako minerał pierwotny nie pochodzi z Księżyca. Niektóre meteoryty księżycowew rzeczywistości zawierają kalcyt. Jednak kalcyt powstał na Ziemi w wyniku wystawienia meteorytu na działanie powietrza i wody po jego wylądowaniu. Kalcyt występuje jako minerał wtórny, który wypełnia pęknięcia i puste przestrzenie (patrz Dhofar 025 ). Minerały wtórne są łatwe do rozpoznania, gdy meteoryt jest badany pod mikroskopem.
|
Główne minerały skorupy księżycowej
klinopiroksen – forma piroksenu; zazwyczaj zawiera trochę wapnia; najczęściej w bazaltach mórz księżycowych[Ca(Mg,Fe)Si 2 O 6]. ortopiroksen – forma piroksenu; zawiera mało wapnia; najczęściej w skałach wyżynnych [(Mg,Fe)SiO 3]. oliwin – Krzemian magnezu i żelaza(II); powszechne na Ziemi i Księżycu [(Mg,Fe) 2 SiO 4]. ilmenit – tlenek żelaza(II)-tytanu; częściej występuje w bazaltach księżycowych niż w bazaltach lądowych [FeTiO 3]. skaleń – grupa minerałów glinokrzemianowych; powszechne w skorupach Ziemi i Księżyca. plagioklaz – forma skalenia; glinokrzemian wapniowo-sodowy [(CaAl,NaSi)AlSi 2 O 8]. anortyt – minerał ; bogata w wapń skrajność skalenia plagioklazowego; najczęstszy minerał skorupy księżycowej, ale nie tak powszechny na Ziemi. anortozyt – skała składająca się głównie z anortytu. |
Skały wczesnej skorupy księżycowej
Większość skorupy księżycowej, ta część zwana Terranem Feldspathic Highlands lub po prostu Feldspathic Highlands (jasny materiał widziany z Ziemi), składa się ze skał, które są bogate w szczególną odmianę skalenia plagioklazowego znanego jako anorthite . W konsekwencji mówi się, że skały skorupy księżycowej są anortozytami , ponieważ są to skały bogate w plagioklazy o nazwach takich jak anortozyt, anortozyt norytyczny lub troktolit anortozytowy.
Typy skał magmowych starożytnej skaleniowej skorupy księżycowej
| Nazwa skały | Mineralogia |
| anortozyt | >90% plagioklaz (anortyt) |
| anortozyt norytowy i noryt anortozytowy | 60-90% plagioklaz, reszta to głównie ortopiroksen |
| gabroiczny anortozyt i anortozyt gabro | 60-90% plagioklazy, reszta to głównie klinopiroksen |
| troktolityczny anortozyt i anortozyt troktolit | 60-90% plagioklaz, reszta to głównie oliwin |
| noryt | 10-60% plagioklaz, reszta to głównie ortopiroksen |
| gabro | 10-60% plagioklazy, reszta to głównie klinopiroksen |
| gabronoryt | 10-60% plagioklazy, reszta to głównie ortopiroksen plus klinopiroksen |
| troktolit | 10-60% plagioklaz, reszta to głównie oliwin |
Stosunek minerałów żelazonośnych do plagioklazów prawdopodobnie wzrasta wraz z głębokością w większości miejsc na wyżynach skaleniowych. Na przykład, skały odsłonięte w olbrzymim basenie uderzeniowym Bieguna Południowego – Aitken po drugiej stronie Księżyca są bogatsze w piroksen niż typowe wyżyny skaleniowe. Podobnie, w większości północno-zachodniej ćwiartki bliższego brzegu, w regionie znanym jako Procellarum KREEP Terrane (Ocean Burz oraz Morze Deszczu – obszar znany jako wyżyna Procellarum KREEP), skorupa zawiera mniej plagioklazów i więcej piroksenów niż na wyżynach skaleniowych. Pierwotne skały tej anomalnej skorupy były prawdopodobnie głównie norytami i gabrami.
Skały księżycowe – bazalt Mare
Na Ziemi wulkany są często górami w kształcie stożka, ponieważ są stertą popiołu i lawy wyrzucanej z otworu wentylacyjnego. Lawy są lepkie i krzepną, zanim popłyną bardzo daleko. Ze względu na bogaty w żelazo skład i brak wody, lawy księżycowe były znacznie mniej lepkie, bardziej jak olej silnikowy. Kiedy lawy księżycowe wybuchały na powierzchni Księżyca, nie tworzyły wulkanów, po prostu płynęły i wypełniały niskie miejsca. W rezultacie złoża lawy księżycowej są płaskie, cienkie i pokrywają duże obszary. Ponadto, ponieważ Księżyc nie ma atmosfery i ma niewielką grawitację, wyrzucany popiół rozproszył się szeroko, zamiast gromadzić się w pobliżu otworu wentylacyjnego, jak na Ziemi.
Mniej więcej w okresie intensywnego bombardowania meteorytów płaszcz księżycowy uległ częściowemu stopieniu. Powstałe magmy wznosiły się przez skorupę na powierzchnię i staczały się w niskich miejscach. Te niskie miejsca były głównie ogromnymi kraterami, zwanymi basenami, które zostały pozostawione przez uderzenia największych meteorytów. Wulkanizm księżycowy trwał przez około 2 miliardy lat.
Wymowa: Łacińskie słowo mare wymawia się w języku angielskim mar’-ay . Liczba mnoga od mare to maria, co wymawia się mar’-ee-ah . Bazalt jest zwykle wymawiany jako „bah-salt”.
Na Ziemi skały wulkaniczne zestalają się ze stopionej lawy (magmy). Najpopularniejszym rodzajem skał wulkanicznych jest bazalt. Starożytni astronomowie nazywali okrągłe, ciemne, wypełnione bazaltem baseny na powierzchni – morzami księżycowymi, ponieważ były to gładkie ciemne obszary otoczone obszarami o większej wysokości. Morza otrzymały łacińskie nazwy, takie jak Mare Serenitatis od Sea of Serenity. Teraz wiemy, że księżycowe morza to przepływy bazaltowe, dlatego nazywamy je bazaltami mare. Bazalty mare składają się głównie w 50-70% z piroksenu, ale wszystkie zawierają również 20-40% plagioklazy, do 20% ilmenitu i pokrewnych minerałów bogatych w Ti oraz 0-20% oliwinu. Obszary występowania bazaltów mare są ciemniejsze niż wyżyny, ponieważ bazalty mórz księżycowych są bogate w minerały zawierające żelazo, minerały zawierające żelazo są ciemne, a plagioklaz ma jasny kolor.
Bazalty mórz księżycowych, a także bazaltowe meteoryty z Marsa, są bardzo podobne do bazaltów z Ziemi. W przypadku braku skorupy obtopieniowej, prawdopodobnie nie wzbudzą zainteresowania żadnego geologa, który otrzymał skałę od kogoś, kto pyta „Co to jest?”.
Uważne badanie pod mikroskopem może ujawnić pewne podejrzane cechy – niedobór niektórych minerałów (kwarc, ortoklaz) i obfitość innych (ilmenit) lub niską zawartość sodu i potasu w skaleniu. Ziarna minerałów wykazywałyby oznaki wstrząsu i pękania w wyniku uderzeń meteorytów. Jednak testy chemiczne byłyby wymagane, aby udowodnić pochodzenie księżycowe lub marsjańskie.
Większość skał zebranych przez astronautów Apollo to rzeczywiste bazalty, a nie brekcje złożone z fragmentów bazaltu. Ta obserwacja jest jednym z kilku powodów, dla których wiemy, że bazalty powstały głównie po intensywnym bombardowaniu meteoroidów. Bazalty Mare pokrywają około 17% powierzchni Księżyca, ale szacuje się, że stanowią one tylko około 1% objętości skorupy.
Skały księżycowe – brekcje uderzeniowe
Skaleniowa skorupa Księżyca zaczęła się formować około 4,56 miliarda lat temu. Podczas formowania się i przez jakiś czas później, Księżyc doświadczał intensywnego bombardowania przez meteoroidy i asteroidy. Skały skorupy księżycowej były wielokrotnie rozrywane przez niektóre uderzenia i ponownie sklejane przez inne. W konsekwencji większość skał z wyżyn księżycowych to brekcje. Ten typ skał występuje na Ziemi, ale jest znacznie rzadszy niż na Księżycu. Ponadto większość brekcji lądowych nie została utworzona przez uderzenia meteorytów, ale przez uskoki.
Ponieważ skorupa księżycowa została tak intensywnie zniszczona, podczas misji Apollo zebrano niewiele skał wielkości dłoni, które są niebrekcjowanymi pozostałościami wczesnej magmowej skorupy Księżyca.
Prawie wszystkie meteoryty księżycowe z Terrane Feldspathic Highlands i Terrane Procellarum KREEP to brekcje.
Brekcje księżycowe są podzielone na różne kategorie, takie jak brekcje topliwe, ziarniste, szkliste, fragmentaryczne i regolitowe. W brekcjach roztopionych uderzeniowo i szklistych fragmenty skał zwane klastami są zawieszone w zestalonej (krystalicznej lub szklistej) osnowie stopionej utworzonej przez uderzenie meteorytu. W brekcjach fragmentarycznych i regolitowych jest niewiele stopionej części lub nie ma jej wcale, tylko fragmentaryczne szczątki, które zostały zlitizowane (uformowane w skałę) przez ciśnienie uderzeniowe uderzenia. Ponieważ breccia odnosi się do tekstury, a anortozyt lub skaleń odnosi się do mineralogii, skały z wyżyn księżycowych są różnie nazywane brekcje anortozytyczne, brekcje skaleniowe lub brekcje wyżynne.
Brekcje fragmentaryczne i regolitowe są najbliższymi księżycowymi analogami ziemskich skał osadowych i wykazują pewne podobieństwo fakturowe. Istnieje jednak wiele różnic, prawie wszystkie związane z brakiem wody i wiatru na Księżycu. Jak wspomniano powyżej, skały księżycowe nie zawierają minerałów węglanowych ani obfitego kwarcu, tak jak większość lądowych skał osadowych. Na Księżycu nie ma skutecznego mechanizmu sortowania, więc składniki litowe brekcji księżycowych mają różne rozmiary ziaren, bez preferowanego rozmiaru lub orientacji. Brekcje księżycowe to w dużej mierze obiekty fraktalne, które wyglądają podobnie w przekroju niezależnie od skali, w jakiej są oglądane. (Na przykład -meteoryt ALHA 81005.) Nie ma znanej skały księżycowej, która ma jakąkolwiek cechę przypominającą warstwy takie jak te charakterystyczne dla ziemskich skał osadowych. Ziemskie skały osadowe mają warstwy, ponieważ Ziemia ma grawitację, więc cząstki osadzają się w wodzie lub w atmosferze. Księżyc ma tylko słabą grawitację i nie ma wody ani atmosfery.
Większość drobnych klastrów w brekcji z wyżyn księżycowych to fragmenty plagioklazów lub anortozytów. Większość klastrów jest kanciastych, a nie zaokrąglonych. (Wyjątki: w regolicie księżycowym znajdują się sferule szkła wulkanicznego. Takie sferule są czasami znajdowane w brekcji regolitu, ale mają średnicę <0,1 mm i nie są łatwo widoczne gołym okiem, ale nie są one powszechne w porównaniu do fragmentów skał i minerałów. Brekcje topiono-uderzeniowe mogą zawierać okruchy, które zostały częściowo stopione i które w związku z tym nie są kanciaste.)
Ponieważ meteoryty księżycowe są próbkami z losowo rozmieszczonych miejsc na powierzchni Księżyca, a większość powierzchni Księżyca to skalenie, większość meteorytów księżycowych to brekcje skaleni. Niektóre z nich to krystaliczne bazalty, brekcje złożone z bazaltu lub brekcje złożone zarówno z materiału mórz księżycowych jak i wyżyn. W kilku z nich dominuje bogaty w tor materiał norytowy Procellarum KREEP Terrane.
Zbrekcjowane meteoryty księżycowe są wystarczająco twarde i spójne, przetrwały uderzenie Księżyca i twarde lądowanie na Ziemi. Wiele ziemskich skał osadowych rozpada się znacznie łatwiej.
Metal i magnetyzm
Kolekcjonerzy meteorytów wiedzą, że znaczna ich większość przyciągana jest przez magnes, ponieważ meteoryty zawierają żelazo-nikiel. Najpopularniejszy typ meteorytów – chondryty, rzeczywiście zawiera metal, podobnie jak meteoryty żelazne. Bazalty mórz księżycowych i pierwotne skały wyżyn księżycowych zasadniczo nie zawierają żelaza (dużo, znacznie mniej niż 1%). Zbrekcjowane meteoryty księżycowe zawierają jednak trochę metalu z meteorytów pochodzących z asteroid, które zbombardowały Księżyc. Wśród meteorytów księżycowych, Zufar 1527 zawiera najwięcej metalu, około 1,7% – większość zawiera znacznie mniej. Innymi słowy, meteoryty księżycowe nie przyciągają silnie magnesów, jak większość innych rodzajów meteorytów.
Skład chemiczny
Ze względu na prostotę mineralogii księżycowej skały księżycowe mają przewidywalny skład chemiczny. Prawie całe aluminium znajduje się w plagioklazie, a prawie całe żelazo i magnez znajdują się w piroksenach, oliwinach i ilmenicie. Tak więc na wykresie stężenia glinu (Al 2 O 3 na rysunku poniżej) w funkcji stężenia żelaza (FeO) i magnezu (MgO) meteoryty księżycowe (i prawie wszystkie skały księżycowe pobrane podczas misji Apollo) kreślą wzdłuż linii łączącej skład plagioklazy i średni skład trzech minerałów zawierających żelazo, ponieważ są to jedyne cztery główne minerały w skale. Jeśli skład skały nie przebiega wzdłuż tej linii, skała prawie na pewno nie jest skałą księżycową.
Na Ziemi stężenie krzemionki (SiO 2 ) w skałach magmowych jest używane jako parametr klasyfikacji chemicznej pierwszego rzędu, ponieważ różni się znacznie w zależności od rodzaju skał. Na Księżycu (1) nie ma skał bogatych w kwarc lub inne polimorfy krzemionki*, (2) w danej skale, zwłaszcza brekcji, średnie stężenie krzemionki w trzech głównych minerałach, plagioklazie, piroksenach i oliwinach, to wszystko mniej więcej takie same, oraz (3) w skałach wyżynnych ilmenit jest zwykle obecny tylko w niewielkich ilościach (
W skałach ziemskich żelazo występuje zarówno w stopniu utlenienia 2+, jak i 3+. Na Księżycu żelazo występuje na stopniu utlenienia 0 (metal) i 2+, chociaż w księżycowych skałach magmowych prawie całe żelazo jest na stopniu utlenienia 2+ (w oliwinach, piroksenach i ilmenicie). Na Księżycu cały mangan jest również w stanie utlenienia 2+. Ponieważ Fe(II) i Mn(II) mają bardzo podobne zachowania chemiczne, żelazo nie ulega frakcjonowaniu z manganu podczas księżycowych procesów geochemicznych, jak to ma miejsce na Ziemi. W rezultacie stosunek żelaza do manganu w skałach księżycowych jest prawie stały i wynosi 70, niezależnie od tego, czy skały pochodzą z marii (wysoki poziom Fe i Mn), czy z wyżyn (niski Fe i Mn). Meteoryty nieksiężycowe mają inny stosunek FeO/MnO niż skały księżycowe. Skały ziemskie mają ogromny zakres stosunków FeO/MnO,
Pierwiastek chromu (Cr) jest w większym stężeniu w skałach księżycowych niż większość skał ziemskich (patrz wykres Cr tutaj ). Stężenia chromu w bazaltach z mórz księżycowych wahają się od 0,14% do 0,44% (jako Cr). Nawet skaleniowe meteoryty księżycowe, zawierające 0,05-0,09% Cr, są znacznie bogatsze w chrom niż średnia skorupa ziemska (~0,01%).
Stężenia pierwiastków alkalicznych (potasu, sodu, rubidu i cezu) są od 10 do 100 razy niższe w skałach księżycowych niż w skałach lądowych. Ziemskie skały osadowe często zawierają minerały siarczkowe, takie jak piryt. Minerały siarczkowe są rzadkie w skałach księżycowych, a pierwiastki takie jak miedź, cynk, arsen, selen, srebro, rtęć i ołów, które często występują w minerałach siarczkowych, występują w bardzo małych ilościach w skałach księżycowych. Niskie stężenia pierwiastków alkalicznych i pierwiastków siarczkolubnych (chalkofilnych) są jedną z najbardziej charakterystycznych cech skał księżycowych.
Dziwne skały
Jak wspomniano powyżej, istnieją znane wyjątki od uogólnień, a my szaleńcy z pewnością mamy nadzieję, że nie odkryliśmy wszystkich minerałów i typów skał, które występują na Księżycu. Jednak znane próbki o nietypowym składzie i mineralogii są rzadkie i zwykle występują jedynie jako niewielkie (poniżej 1 grama) szczepy w brekcji lub w glebie. Nie mamy powodu podejrzewać, na podstawie danych uzyskanych z orbity (misje Clementine, Lunar Prospector, Kaguya, Chandrayaan), że jakikolwiek region Księżyca jest bogaty w rodzaje skał znacznie różniących się od tych, o których wiemy lub które obserwujemy. Większość procesów rudotwórczych na Ziemi związana jest z wodą, więc nie spodziewalibyśmy się żadnych ukrytych złóż rudy na Księżycu.
Czy zostały sfałszowane?
Każdy geolog (a było ich tysiące z całego świata), który badał próbki księżycowe, wie, że każdy, kto myśli, że próbki księżycowe Apollo zostały stworzone na Ziemi w ramach spisku rządowego, niewiele wie o skałach. Próbki Apollo są po prostu zbyt dobre. Opowiadają spójną historię o skomplikowanej fabule, która jest lepsza niż jakakolwiek historia, którą mógłby wymyślić jakikolwiek spiskowiec.
Studiowałem księżycowe skały i gleby przez ponad 50 lat i nie mogłem „stworzyć” nawet słabej imitacji księżycowej brekcji, gleby lub bazaltu w laboratorium. I z całym szacunkiem dla naukowców pracujących w rządowych laboratoriach, nikt w „rządzie” też nie mógł tego zrobić, nawet teraz, kiedy wiemy, jakie są księżycowe skały. Próbki księżycowe wykazują ślady formowania się w ekstremalnie suchym środowisku, zasadniczo bez wolnego tlenu i z niewielką grawitacją. Niektóre mają kratery uderzeniowe na powierzchni, a wiele z nich wykazuje dowody na zestaw nieoczekiwanych i skomplikowanych efektów związanych z dużymi i małymi uderzeniami meteorytów.
Randy L Korotev
Skały i gleba księżycowa zawierają gazy (wodór, hel, azot, neon, argon, krypton i ksenon) pochodzące z wiatru słonecznego o proporcjach izotopów innych niż ziemskie próbki tych samych gazów. Zawierają uszkodzenia kryształów od promieni kosmicznych. Księżycowe skały magmowe mają wiek krystalizacji, określony za pomocą technik wykorzystujących radioizotopy, które są starsze niż jakiekolwiek znane skały ziemskie. (Każdy, kto wymyśli, jak udawać, że jest godny Nagrody Nobla.
Tekst jest rozszerzeniem artykułu: Lunary czyli meteoryty księżycowe
Źródło: WASHINGTON UNIVERSITY IN ST. LOUIS – Department of Earth and Planetary Sciences
Publikacja za godą autora: Randy L Korotev
Zdjęcie główne: NWA 11421, Żródło: Polandmet.com