- Monet ihmiset ovat vuosien varrella lähestyneet meitä ja halunneet tietää, onko heidän hallussaan oleva kivi Kuun kivi. Yleisin kuulemamme tarina on, että kivi on annettu sukulaiselle 1970-luvulla astronautilta, sotilashenkilöltä tai NASA:n turvamieheltä. Olemme testanneet kemiallisesti useita tällaisia kiviä, eikä yksikään niistä ole ollut kuukivi. Toiset ihmiset epäilevät löytäneensä kuumeteoriitin. Yksikään monista meille lähetetyistä näytteistä ei ole ollut kuumeteoriitti, paitsi ne, jotka ovat peräisin meteoriittikauppiailta, niiltä henkilöiltä, jotka ovat ostaneet kuumeteoriitteja kauppiaalta, tai kokeneilta meteoriitinetsijöiltä, jotka ovat löytäneet niitä Pohjois-Afrikan tai Omanin autiomaista.
- Pohjois-Amerikasta, Etelä-Amerikasta tai Euroopasta ei ole vielä löydetty yhtään kuumeteoriittia. Niitä on epäilemättä olemassa, mutta todennäköisyys löytää kuumeteoriitti lauhkeassa ympäristössä on uskomattoman pieni. Monet kokeneet meteoriittikeräilijät ovat etsineet, mutta yksikään ei ole vielä onnistunut. Realistisesti ottaen todennäköisyys, että amatööri löytää kuumeteoriitin, on niin pieni, etten pysty herättämään suurta intoa tutkia niitä tuhansia kiviä ja valokuvia, joita minua on pyydetty tutkimaan. Jos haluaisin itse löytää kuumeteoriitin, en tutkisi Mojaven autiomaata. Tutkisin korkeakoulujen ja yliopistojen kivikokoelmia. Ei ole kohtuutonta, että jossakin vanhassa laatikossa on kuumeteoriitti, koska teräväsilmäinen geologian opiskelija tai professori löysi vuosia sitten hassun näköisen kiven paikasta, johon se ei kuulunut. Minua ei yllättäisi, jos joku “asiantuntija” julistaisi, että kivi ei ole meteoriitti, koska se ei näyttänyt tavalliselta kondriitilta, se ei vetänyt puoleensa magneettia tai siinä ei ollut suurta nikkelipitoisuutta. Sekä visuaalisesti että koostumukseltaan kuun meteoriitit “näyttävät” enemmän maanpäällisiltä (Maan) kiviltä kuin “tavalliset” meteoriitit (tavalliset kondriitit). Kuumeteoriitti olisi helppo jättää huomiotta. Säätynyt kuumeteoriitti näyttäisi huomattavan huomaamattomalta.
- Tässä käsittelen joitakin kuun geologiaan, mineralogiaan ja kemiaan liittyviä näkökohtia, jotka ohjaavat meitä pyrkimyksissämme tunnistaa kuun materiaalia.
- Lunar Mineralogy
- Vain neljä mineraalia – plagioklaasimaasälpä, pyrokseeni, oliviini ja ilmeniitti – muodostavat 98-99 % kuun kuoren kiteisestä materiaalista. (Kuun pinnalla olevassa materiaalissa on suuri osuus ei-kiteistä materiaalia, mutta suurin osa tästä materiaalista on lasia, joka on muodostunut näitä neljää päämineraalia sisältävien kivien sulamisesta). Loput 1-2 prosenttia on suurelta osin kalimaasälpää, oksidimineraaleja, kuten kromiittia, pleonastia ja rutiilia, kalsiumfosfaatteja, zirkonia, troiittia ja rautametallia. Monia muitakin mineraaleja on tunnistettu, mutta useimmat niistä ovat harvinaisia ja esiintyvät vain hyvin pieninä rakeina neljän päämineraalin välissä, eikä niitä voi nähdä paljain silmin.
- Joitakin Maan pinnalla yleisimpiä mineraaleja on harvinaisia tai niitä ei ole koskaan löydetty kuunäytteistä. Näitä ovat kvartsi, kalsiitti, magnetiitti, hematiitti, mikaalit, amfibolit ja useimmat sulfidimineraalit. Monet maanpäälliset mineraalit sisältävät vettä osana kiderakennettaan. Mikaalit ja amfibolit ovat yleisiä esimerkkejä. Kuusta ei ole löydetty vesipitoisia (vettä sisältäviä) mineraaleja. Kuun mineralogian yksinkertaisuuden vuoksi minun on usein hyvin helppo sanoa suurella varmuudella: “Tämä ei ole kuukivi”. Kivi, joka sisältää ensisijaisena mineraalina kvartsia, kalsiittia tai kiillettä, ei ole peräisin Kuusta. Jotkut kuumeteoriitit sisältävät itse asiassa kalsiittia. Kalsiitti on kuitenkin muodostunut Maassa meteoriitin altistuessa ilmalle ja vedelle sen laskeutumisen jälkeen. Kalsiitti esiintyy sekundaarisena mineraalina, joka täyttää halkeamia ja onteloita (ks. Dhofar 025). Sekundääriset mineraalit on helppo tunnistaa, kun meteoriittia tutkitaan mikroskoopilla.
- Lunarin kivet – Brekkiat
- Pääosa Kuun kuoresta, se osa, jota kutsutaan nimellä Feldspathic Highlands Terrane tai yksinkertaisesti Feldspathic Highlands, koostuu kivistä, joissa on runsaasti tiettyä plagioklaasimaasälpälajiketta, jota kutsutaan anortiitiksi. Kuun kuoren kivien sanotaankin olevan anortosiittisia, koska ne ovat plagioklaasirikkaita kiviä, joiden nimiä ovat esimerkiksi anortosiitti, noriittinen anortosiitti tai anortosiittinen troktoliitti (ks. taulukko jäljempänä). Rautapitoisten mineraalien suhde plagioklaasiin kasvaa todennäköisesti syvyyden myötä useimmissa paikoissa feldspaattisissa ylängöissä. Esimerkiksi etelänavan ja Aitkenin jättimäisessä törmäysaltaassa paljastuneet kivet ovat pyrokseenirikkaampia kuin tyypilliset feldspaattiset ylänköalueet.
- Suuressa osassa Kuun lähipuolen luoteisneljännestä, Procellarum KREEP -terraaniksi kutsutulla alueella, kuori sisältää vähemmän plagioklaasia ja enemmän pyrokseenia. Tämän poikkeavan kuoren alkuperäiset kivilajit olivat todennäköisesti enimmäkseen noriitteja ja gabroja. Kuun maasälpäinen kuori alkoi muodostua noin 4,5 miljardia vuotta sitten. Muodostuessaan ja jonkin aikaa sen jälkeen se joutui meteoroidien ja asteroidien voimakkaan pommituksen kohteeksi. Jotkut iskut ovat hajottaneet Kuun kuoren kivet ja toiset iskut ovat liimanneet ne takaisin yhteen. Tämän seurauksena suurin osa Kuun ylängön kivistä on breksioita (brech’-chee-uz), joka tarkoittaa vanhempien kivien palasista koostuvaa kiveä. Breksioita esiintyy Maassa, mutta ne ovat paljon harvinaisempia kuin Kuussa. Useimmat maanpäälliset brekkiat eivät myöskään ole syntyneet meteoroidien iskujen vaan ruhjeiden vaikutuksesta. Kuun brekkiat jaetaan useisiin eri luokkiin, kuten törmäyssulaan, granuliittisiin, lasimaisiin, fragmentaalisiin ja regoliittisiin brekkioihin. Törmäyssulassa ja lasimaisessa brekkiassa klastiksi kutsutut kivenmurikat leijuvat meteoriitin törmäyksessä syntyneessä jähmettyneessä (kiteisessä tai lasimaisessa) sulamatriisissa.
- Lisätietoa Kuun brekkiasta ja maanpäällisistä samankaltaisista kivilajeista.
- Fragmentaalisissa ja regoliittisissa brekkiassa on vain vähän tai ei lainkaan sulaa osaa, vain fragmentaalista rojua, joka on litifioitunut (muodostunut kiveksi) iskun aiheuttaman iskupaineen vaikutuksesta. Koska breksiat viittaavat tekstuuriin ja anortosiittiset tai feldspaattiset mineralogiaan, Kuun ylängöiltä peräisin olevia kiviä kutsutaan anortosiittisiksi breksioiksi, feldspaattisiksi breksioiksi tai ylänköbreksioiksi. Koska Kuun kuori on kolhiintunut niin voimakkaasti, Apollo-lentojen aikana kerättiin hyvin vähän käsin mitattavia kiviä, jotka ovat kuun varhaisen magmakivikuoren breksiatonta jäännöstä. Niinpä ei ole yllätys, että kaikki Feldspathic Highlands -terraanin ja Procellarum KREEP -terraanin kuumeteoriitit ovat breksioita.
- Kuukivet – Mare-basaltit
- Maailmassa tulivuoret ovat usein kartionmuotoisia vuoria, koska ne ovat kasa tuhkaa ja laavaa, joka on syöksynyt ulos tulipesästä. Laavat ovat viskoosia ja jähmettyvät ennen kuin ne virtaavat kovin kauas. Rautapitoisen koostumuksensa ja veden puutteen vuoksi Kuun laavat olivat paljon vähemmän viskoosia, enemmänkin moottoriöljyn kaltaisia. Kun kuun laavoja purkautui pinnalle, ne eivät muodostaneet tulivuoria, vaan ne vain virtasivat ja täyttivät matalia kohtia. Tämän seurauksena kuun laavakerrostumat ovat tasaisia ja ohuita ja peittävät laajoja alueita. Koska Kuussa ei myöskään ole ilmakehää eikä juurikaan painovoimaa, purkautunut tuhka levisi laajalle sen sijaan, että se olisi kasaantunut lähelle purkausaukkoa, kuten Maassa.
- Kuusta alkaen, suunnilleen voimakkaan meteoriittipommituksen aikaan, Kuun vaippa osittain suli. Syntyneet magmat nousivat kuoren läpi pintaan ja lammikoituivat mataliin kohtiin. Nämä matalat kohdat olivat pääasiassa valtavia kraattereita, joita kutsutaan altaiksi ja jotka jäivät suurimpien meteoriittien iskujen jäljiltä. Kuun vulkanismi jatkui noin 2 miljardin vuoden ajan.
- Pronunciation: Latinankielinen sana mare lausutaan englanniksi mar’-ay. Mare-sanan monikko on maria, joka lausutaan mar’-ee-ah. Basaltti lausutaan yleensä bah-salt’.
- Maailmassa vulkaaniset kivet jähmettyvät sulasta laavasta (magmasta). Yleisin vulkaaninen kivilaji on basaltti. Muinaiset tähtitieteilijät kutsuivat Kuun pinnalla olevia pyöreitä, basalttitäytteisiä altaita meriksi, koska ne olivat tasaisia tummia alueita, joita ympäröivät korkeammat alueet. Piirteille annettiin latinankielisiä nimiä, kuten Mare Serenitatis, joka tarkoittaa tyyneyden merta. Nyt tiedämme, että Kuun marit ovat basalttivirtauksia, joten kutsumme marien kiviä mare-basalteiksi. Mare-basaltit koostuvat pääasiassa 50-70-prosenttisesti pyrokseenista, mutta ne kaikki sisältävät myös 20-40 prosenttia plagioklaasia, jopa 20 prosenttia ilmeniittiä ja muita Ti-rikkaita mineraaleja sekä 0-20 prosenttia oliviinia. Maret ovat tummempia kuin ylängöt, koska (1) mare-basaltit sisältävät runsaasti rautapitoisia mineraaleja, (2) rautapitoiset mineraalit ovat tummia ja (3) plagioklaasi on vaaleaa. Toisin kuin ylängöillä, suurin osa Apollo-astronauttien marialta keräämistä kivistä on varsinaisia basaltteja, ei basaltin palasista koostuvia breksejä. Tämä havainto on yksi monista syistä, joiden perusteella tiedämme, että basaltit muodostuivat enimmäkseen voimakkaan pommituksen jälkeen. Mare-basaltit peittävät noin 17 % Kuun pinnasta, mutta niiden osuus kuoren tilavuudesta on arviolta vain noin 1 %.
- Koska kuumeteoriitit ovat näytteitä satunnaisesti jakautuneista paikoista Kuun pinnalla ja koska suurin osa Kuun pinnasta on feldspaattista, suurin osa kuumeteoriiteista on feldspaattisia breksejä. Jotkut ovat kiteisiä mare-basaltteja, mare-basaltista koostuvia brekkiatteja tai brekkiatteja, jotka koostuvat sekä mare- että vuoristomateriaalista (kuten QUE 94281, edellä). Muutamat ovat Procellarum KREEP -terraanin noriittisen aineksen hallitsemia.
- Lunarin mare-basaltit, samoin kuin Marsin basalttimeteoriitit, muistuttavat suuresti Maan basaltteja. Fuusiokuoren puuttuessa kuun mare-basaltissa ei ole juuri mitään sellaista, mikä herättäisi suurta kiinnostusta geologissa, jolle joku ojentaisi kiven ja kysyisi “mikä tämä on?”. Huolellinen tarkastelu mikroskoopilla saattaa paljastaa joitakin epäilyttäviä piirteitä – tiettyjen mineraalien puuttuminen ja toisten mineraalien (ilmeniitti) runsaus tai maasälvän alhainen natriumpitoisuus. Mineraalirakeissa näkyisi merkkejä meteoriitin iskujen aiheuttamista iskuista ja murtumista. Kuun tai Marsin alkuperän todistamiseen tarvittaisiin kuitenkin kemiallisia testejä.
- Fragmentti- ja regoliittibrekkiat ovat lähimpiä kuun analogeja maanpäällisille sedimenttikiville, ja niillä on jonkin verran samankaltaisuutta tekstuuriltaan. Niissä on kuitenkin lukuisia eroja, jotka lähes kaikki liittyvät veden ja tuulen puuttumiseen Kuusta. Kuten edellä todettiin, Kuun kivet eivät sisällä karbonaattimineraaleja tai runsaasti kvartsia, kuten useimmat maanpäälliset sedimenttikivet. Kuussa ei ole tehokasta lajittelumekanismia, joten kuubreksioiden kiviaineksen osat ovat hyvin erikokoisia, eikä niillä ole suosittua kokoa tai suuntausta. Kuun brekkiat ovat suurelta osin fraktaalisia kohteita, jotka näyttävät poikkileikkaukseltaan samanlaisilta riippumatta siitä, missä mittakaavassa niitä tarkastellaan. (Ks. ALHA 81005.) Kuun kivistä ei tunneta yhtään piirrettä, joka muistuttaisi maanpäällisille sedimenttikiville ominaisia kerroksia. Maapallon sedimenttikivissä on kerroksia, koska maapallolla on painovoima, joten hiukkaset laskeutuvat veteen tai ilmakehään. Kuussa on vain heikko painovoima eikä siellä ole vettä tai ilmakehää.
- Useimmat kuubreksioiden pienet klastit ovat plagioklaasin tai anortosiitin fragmentteja. On harvinaista, että kuubreksiassa olevan klastin pituuden ja leveyden suhde on yli 3. Useimmat klastit ovat kulmikkaita, eivät pyöristyneitä. (Poikkeukset: Kuun regoliitissa (maaperässä) on vulkaanisia lasipalleroita. Tällaisia palloja esiintyy joskus regoliittibreksioissa, mutta niiden halkaisija on <0,1 mm, eikä niitä ole helppo nähdä paljain silmin. Törmäyksessä syntyneitä palloja esiintyy, ja ne voivat olla suuria, mutta ne eivät ole yleisiä verrattuna kivi- ja mineraalifragmentteihin. Törmäyksen sulattamat brekkiat voivat sisältää klasteja, jotka ovat osittain sulaneet ja jotka eivät näin ollen ole kulmikkaita.)
- Kuusta peräisin olevat brekkiat ovat riittävän sitkeitä ja koheesiokykyisiä, jotta ne selvisivät Kuun räjähdyksestä ja kovasta laskeutumisesta Maahan. Monet maanpäälliset sedimenttikivet hajoavat paljon helpommin. Toisin kuin jotkin maanpäälliset konglomeraatit, jotka muistuttavat kuubreksioita, kuubreksioiden matriisi on yhtä kova kuin klastit. Breksioituneiden kuumeteoriittien rikkoutuneilla tai ulkopinnoilla klastit eivät erotu negatiivisena tai positiivisena reliefinä.
- Metalli ja magnetismi
- Meteoriittikeräilijät tietävät, että useimmat meteoriitit vetävät puoleensa halpaa magneettia, koska ne sisältävät rauta-nikkeli-metallia. Yleisin meteoriittityyppi, tavalliset kondriitit, sisältävätkin metallia, kuten tietysti myös rautameteoriitit. Kuun mare-basaltit ja Kuun ylängön alkuperäiset kivet eivät sisällä lainkaan rautametallia (paljon, paljon alle 1 %). Breksioituneet kuumeteoriitit sisältävät kuitenkin jonkin verran Kuuta pommittaneista asteroidimeteoriiteista peräisin olevaa metallia. Kuumeteoriiteista Dhofar 1527 sisältää eniten metallia, noin 1,7 %; useimmat sisältävät paljon vähemmän. Toisin sanoen kuumeteoriitit eivät vedä puoleensa magneetteja, kuten useimmat muut meteoriitit.
- Kemia
- Kuumin mineralogian yksinkertaisuuden vuoksi kuun kivien kemiallinen koostumus on ennustettavissa. Lähes kaikki alumiini on plagioklaasissa ja lähes kaikki rauta ja magnesium pyrokseenissa, oliviinissa ja ilmeniitissä. Näin ollen alumiinipitoisuuden (Al2O3 alla olevassa kuvassa) ja raudan (FeO) sekä magnesiumin (MgO) pitoisuuksien kuvaajassa kuumeteoriitit (ja lähes kaikki Apollo-kuukivet) kulkevat viivaa pitkin, joka yhdistää plagioklaasin koostumuksen ja kolmen rautaa sisältävän mineraalin keskimääräisen koostumuksen, koska nämä ovat kiven ainoat neljä päämineraalia. Jos kiven koostumus ei kulje tätä viivaa pitkin, kivi ei lähes varmasti ole kuukivi.
- Maailmassa magmakivien piidioksidipitoisuutta (SiO2) käytetään ensimmäisen asteen kemiallisena luokitteluparametrina, koska se vaihtelee suuresti eri kivilajeissa. Kuussa (1) ei ole kiviä, joissa on runsaasti kvartsia tai muita piidioksidipolymorfioita*, (2) tietyssä kivessä, erityisesti brekkiassa, piidioksidin keskimääräinen pitoisuus kolmessa päämineraalissa, plagioklaasissa, pyrokseenissa ja oliviinissa, on suurin piirtein sama, ja (3) ylängön kivissä ilmeniittiä esiintyy tavallisesti vain pieniä määriä (<3 %), joten tavallisten kuun kivien piidioksidipitoisuudet vaihtelevat vain vähän. Kuun meteoriiteissa SiO2-pitoisuudet vaihtelevat kapealla välillä 43-47 %. Koska alumiini kuitenkin vaihtelee yli kolminkertaisesti, alumiini on hyödyllisempi kemiallisena luokitusparametrina. (Titaania käytetään mare-basalteissa.) Vastaavasti lähes kaikissa tavallisissa kuukivissä kalsiumpitoisuudet vaihtelevat vain 2-kertaisesti, 10 prosentista 20 prosenttiin kalsiumoksidina (CaO). Tämä on paljon vähemmän kuin maanpäällisissä kivissä. Kivi, jonka piidioksidi- tai kalsiumoksidipitoisuudet ovat huomattavasti näiden vaihteluvälien ulkopuolella, ei lähes varmasti ole kuukivi.
- Maailman kivissä rautaa esiintyy sekä 2+- että 3+-hapetustilassa. Kuussa rautaa esiintyy 0- (metalli) ja 2+-hapetusasteissa, vaikka kuun magmakivissä lähes kaikki rauta on 2+-hapetusasteessa (oliviinissa, pyrokseenissa ja ilmeniitissä). Kuussa kaikki mangaani on myös hapetusasteessa 2+. Koska Fe(II) ja Mn(II) käyttäytyvät kemiallisesti hyvin samankaltaisesti, rauta ei fraktioidu mangaanista Kuun geokemiallisissa prosesseissa, kuten Maassa. Tämän seurauksena raudan ja mangaanin suhde kuun kivissä on lähes vakio 70 riippumatta siitä, ovatko kivet peräisin marioista (korkea Fe- ja Mn-pitoisuus) vai ylängöiltä (alhainen Fe- ja Mn-pitoisuus). Kuun ulkopuolisissa meteoriiteissa on erilaiset FeO/MnO-suhteet kuin Kuun kivissä. Maan kivilajeissa on valtava FeO/MnO-suhteiden vaihteluväli, mutta keskimääräisellä maankuorella suhde on hieman alhaisempi kuin Kuussa.
- Kromi on kuun kivilajeissa suuremmassa pitoisuudessa kuin useimmissa Maan kivilajeissa (alin kuvaaja tässä). Kromipitoisuudet mare-basalteissa vaihtelevat 0,14 %:sta 0,44 %:iin (Cr:nä). Jopa maasälpäiset kuumeteoriitit, joiden Cr-pitoisuus on 0,05-0,09 %, sisältävät huomattavasti enemmän kromia kuin maankuori keskimäärin (~0,01 %).
- Emäksisten alkuaineiden (kaliumin, natriumin, rubidiumin ja cesiumin) pitoisuudet ovat 10-100 kertaa alhaisempia kuun kivissä kuin maanpäällisissä kivissä. Maanpäälliset sedimenttikivet sisältävät usein sulfidimineraaleja, kuten pyriittiä. Sulfidimineraalit ovat harvinaisia kuun kivissä, ja alkuaineita, kuten kuparia, sinkkiä, arseenia, seleeniä, hopeaa, elohopeaa ja lyijyä, joita esiintyy usein sulfidimineraaleissa, esiintyy kuun kivissä hyvin vähän. Emäksisten alkuaineiden ja sulfideja suosivien (kalsofiilisten) alkuaineiden alhaiset pitoisuudet ovat yksi Kuun kiville tyypillisimmistä piirteistä.
- Odd Rocks
- Kuten edellä todettiin, yleistyksiin on tunnetusti olemassa poikkeuksia, ja me kuuntelijat toki toivomme, ettemme ole vielä löytäneet kaikkia Kuussa esiintyviä mineraaleja ja kivilajeja. Kuitenkin tunnetut näytteet, joilla on epätavallinen koostumus ja mineralogia, ovat harvinaisia, ja ne esiintyvät yleensä vain pieninä (<1 gramman) klasteina breksioissa tai maaperässä. Meillä ei ole mitään syytä epäillä Clementine- ja Lunar Prospector -lennoilla kiertoradalta saatujen tietojen perusteella, että jollakin Kuun alueella olisi runsaasti kivilajeja, jotka poikkeaisivat merkittävästi niistä kivilajeista, jotka me tunnemme tai joiden olemassaolon oletamme olevan mahdollista. Useimpiin Maassa tapahtuviin malminmuodostusprosesseihin liittyy vettä, joten emme odota, että Kuussa olisi piilossa olevia malmiesiintymiä. Kannattaa muistaa, että jos Kuusta on räjähtänyt yli 400 kuumeteoriittia, jotka on löydetty Maasta, missä tahansa Kuun pinnan pisteessä voi olla kiviä mistä tahansa muusta pisteestä. Tästä syystä se, että Apollo- ja Luna-lennoilla otettiin “huonosti näytteitä” Kuun pinnasta, ei sinänsä ole hyvä syy epäillä, että Kuun näytteettömissä kohdissa olisi kiviä, jotka eroavat huomattavasti niistä kivistä, joita olemme tutkineet. Kymmeniä tuhansia kuun kiviä ja kivilajeja on tutkittu Apollo-operaatioiden jälkeen. On hyvin epätodennäköistä, että yksikään vielä löytymätön kuumeteoriitti poikkeaisi olennaisesti sisältämiensä mineraalien tai geokemiallisen luonteensa osalta Apollo-ohjelman kuun kivistä ja kuumeteoriiteista.
- Ne olivat väärennettyjä
- Kuka tahansa geotieteilijä (ja niitä on ollut tuhansia eri puolilta maailmaa), joka on tutkinut kuunäytteitä, tietää, että jokainen, joka luulee, että Apollo-kuunäytteet on luotu Maassa osana hallituksen salaliittoa, ei tiedä kivistä paljoakaan. Apollo-näytteet ovat yksinkertaisesti liian hyviä. Ne kertovat johdonmukaisen tarinan, jossa on monimutkaisesti toisiinsa kietoutunut juoni, joka on parempi kuin mikään tarina, jonka kukaan salaliittolainen olisi voinut keksiä. Olen tutkinut kuun kiviä ja maaperää yli 50 vuotta, enkä pystyisi “tekemään” laboratoriossa edes huonoa jäljitelmää kuun breksiasta, kuun maaperästä tai mare-basaltista. Ja kaikella kunnioituksella hallituksen laboratorioissa työskenteleviä fiksuja kollegojani kohtaan, kukaan “hallituksessakaan” ei pystyisi siihen edes nyt, kun tiedämme, millaisia kuun kivet ovat. Kuun näytteet osoittavat, että ne ovat muodostuneet äärimmäisen kuivassa ympäristössä, jossa ei ole käytännössä lainkaan vapaata happea ja jossa painovoima on vähäinen. Joidenkin pinnalla on törmäyskraattereita, ja monissa näytteissä on viitteitä monista odottamattomista ja monimutkaisista vaikutuksista, jotka liittyvät suuriin ja pieniin meteoriittitörmäyksiin. Kuun kivet ja maaperä sisältävät kaasuja (vetyä, heliumia, typpeä, neonia, argonia, kryptonia ja ksenonia), jotka ovat peräisin aurinkotuulesta ja joiden isotooppisuhteet ovat erilaiset kuin Maan näytteissä samoista kaasuista. Niissä on kosmisen säteilyn aiheuttamia kidevaurioita. Kuun magmakivien kiteytymisajat, jotka on määritetty radioisotooppitekniikoilla, ovat vanhempia kuin minkään tunnetun Maan kiven. (Kuka tahansa, joka keksii, miten tämä voidaan väärentää, ansaitsee Nobel-palkinnon.) Oli helpompaa ja halvempaa mennä Kuuhun ja tuoda takaisin kiviä kuin olisi ollut luoda kaikki nämä kiehtovat piirteet Maassa.
Monet ihmiset ovat vuosien varrella lähestyneet meitä ja halunneet tietää, onko heidän hallussaan oleva kivi Kuun kivi. Yleisin kuulemamme tarina on, että kivi on annettu sukulaiselle 1970-luvulla astronautilta, sotilashenkilöltä tai NASA:n turvamieheltä. Olemme testanneet kemiallisesti useita tällaisia kiviä, eikä yksikään niistä ole ollut kuukivi. Toiset ihmiset epäilevät löytäneensä kuumeteoriitin. Yksikään monista meille lähetetyistä näytteistä ei ole ollut kuumeteoriitti, paitsi ne, jotka ovat peräisin meteoriittikauppiailta, niiltä henkilöiltä, jotka ovat ostaneet kuumeteoriitteja kauppiaalta, tai kokeneilta meteoriitinetsijöiltä, jotka ovat löytäneet niitä Pohjois-Afrikan tai Omanin autiomaista.
Kuumeteoriitti QUE (Queen Alexandra Range Antarctica ) 94281 – Epäterävä kivi, joka voisi kelvata häkäpötköksi tai palaseksi kuonasta. Se painoi 23 grammaa eli vajaan unssin. Kuutio on 1 cm:n kokoinen kummaltakin sivultaan. Kuvan luotto: NASA:n kuva S95-14590
Pohjois-Amerikasta, Etelä-Amerikasta tai Euroopasta ei ole vielä löydetty yhtään kuumeteoriittia. Niitä on epäilemättä olemassa, mutta todennäköisyys löytää kuumeteoriitti lauhkeassa ympäristössä on uskomattoman pieni. Monet kokeneet meteoriittikeräilijät ovat etsineet, mutta yksikään ei ole vielä onnistunut. Realistisesti ottaen todennäköisyys, että amatööri löytää kuumeteoriitin, on niin pieni, etten pysty herättämään suurta intoa tutkia niitä tuhansia kiviä ja valokuvia, joita minua on pyydetty tutkimaan. Jos haluaisin itse löytää kuumeteoriitin, en tutkisi Mojaven autiomaata. Tutkisin korkeakoulujen ja yliopistojen kivikokoelmia. Ei ole kohtuutonta, että jossakin vanhassa laatikossa on kuumeteoriitti, koska teräväsilmäinen geologian opiskelija tai professori löysi vuosia sitten hassun näköisen kiven paikasta, johon se ei kuulunut. Minua ei yllättäisi, jos joku “asiantuntija” julistaisi, että kivi ei ole meteoriitti, koska se ei näyttänyt tavalliselta kondriitilta, se ei vetänyt puoleensa magneettia tai siinä ei ollut suurta nikkelipitoisuutta. Sekä visuaalisesti että koostumukseltaan kuun meteoriitit “näyttävät” enemmän maanpäällisiltä (Maan) kiviltä kuin “tavalliset” meteoriitit (tavalliset kondriitit). Kuumeteoriitti olisi helppo jättää huomiotta. Säätynyt kuumeteoriitti näyttäisi huomattavan huomaamattomalta.
Kuumeteoriitin Luoteis-Afrikka 11788, 1 cm:n kuutio oikealla, syöpyneet kivet. Jos löytäisin muutaman tällaisen pihatieltäni, en vilkaisisi niitä hetkeäkään. Photo credit: Rob Wesel
Tässä käsittelen joitakin kuun geologiaan, mineralogiaan ja kemiaan liittyviä näkökohtia, jotka ohjaavat meitä pyrkimyksissämme tunnistaa kuun materiaalia.
Lunar Mineralogy
Vain neljä mineraalia – plagioklaasimaasälpä, pyrokseeni, oliviini ja ilmeniitti – muodostavat 98-99 % kuun kuoren kiteisestä materiaalista. (Kuun pinnalla olevassa materiaalissa on suuri osuus ei-kiteistä materiaalia, mutta suurin osa tästä materiaalista on lasia, joka on muodostunut näitä neljää päämineraalia sisältävien kivien sulamisesta). Loput 1-2 prosenttia on suurelta osin kalimaasälpää, oksidimineraaleja, kuten kromiittia, pleonastia ja rutiilia, kalsiumfosfaatteja, zirkonia, troiittia ja rautametallia. Monia muitakin mineraaleja on tunnistettu, mutta useimmat niistä ovat harvinaisia ja esiintyvät vain hyvin pieninä rakeina neljän päämineraalin välissä, eikä niitä voi nähdä paljain silmin.
Joitakin Maan pinnalla yleisimpiä mineraaleja on harvinaisia tai niitä ei ole koskaan löydetty kuunäytteistä. Näitä ovat kvartsi, kalsiitti, magnetiitti, hematiitti, mikaalit, amfibolit ja useimmat sulfidimineraalit. Monet maanpäälliset mineraalit sisältävät vettä osana kiderakennettaan. Mikaalit ja amfibolit ovat yleisiä esimerkkejä. Kuusta ei ole löydetty vesipitoisia (vettä sisältäviä) mineraaleja. Kuun mineralogian yksinkertaisuuden vuoksi minun on usein hyvin helppo sanoa suurella varmuudella: “Tämä ei ole kuukivi”. Kivi, joka sisältää ensisijaisena mineraalina kvartsia, kalsiittia tai kiillettä, ei ole peräisin Kuusta. Jotkut kuumeteoriitit sisältävät itse asiassa kalsiittia. Kalsiitti on kuitenkin muodostunut Maassa meteoriitin altistuessa ilmalle ja vedelle sen laskeutumisen jälkeen. Kalsiitti esiintyy sekundaarisena mineraalina, joka täyttää halkeamia ja onteloita (ks. Dhofar 025). Sekundääriset mineraalit on helppo tunnistaa, kun meteoriittia tutkitaan mikroskoopilla.
pyrokseeni – Ryhmä magnesium-rauta-kalsiumsilikaatteja, yleinen Maassa ja Kuussa.
klinopyrokseeni – Pyrokseenin muoto; sisältää tyypillisesti jonkin verran kalsiumia; tavallisin mare-basalteissa .
ortopyrokseeni – Pyrokseenin muoto; sisältää vain vähän kalsiumia; yleisin vuoristokivissä .
oliviini – Magnesium-rauta(II)-silikaatti; yleinen Maassa ja Kuussa .
ilmeniitti – Rauta(II)-titaanioksidi; yleisempi Kuun basalteissa kuin maanpäällisissä basalteissa .
kenttäpala – Alumiinisilikaattimineraalien ryhmä; yleinen Maan ja Kuun kuoressa.
plagioklaasi – Maasälvän muoto; kalsium-natrium-alumiinisilikaatti .
anortiitti – Mineraali; plagioklaasimaasälvän kalsiumrikas ääripää; Kuun kuoren yleisin mineraali, mutta ei niin yleinen Maassa.
anortosiitti – Kivi, joka koostuu pääosin anortiitista.
Lunarin kivet – Brekkiat
Paloja Apollo 16:n anortosiittinäytteestä 60025. Tämä kyseinen näyte on lähes puhdasta anortosiittia; siinä ei ole tummia rautapitoisia mineraaleja. Photo credit: Randy Korotev
kivilajin nimi | mineralogia |
anortosiitti | >90 % plagioklaasia |
noritiittista anortosiittia ja anortosiittista noriittia | 60-90 % plagioklaasia, loput enimmäkseen ortopyrokseeni |
gabbroittinen anortosiitti ja anortosiittinen gabro | 60-90 % plagioklaasia, loput enimmäkseen klinopyrokseeni |
troktoliittinen anortosiitti ja anortosiittinen troktoliitti | 60-90 % plagioklaasia, loput enimmäkseen oliviini |
noriitti | 10-60 % plagioklaasia, loput enimmäkseen ortopyrokseeni |
gabbro | 10-60 % plagioklaasia, loput enimmäkseen klinopyrokseenia |
troktoliittia | 10-60 % plagioklaasia, loput enimmäkseen oliviinia |
Suuressa osassa Kuun lähipuolen luoteisneljännestä, Procellarum KREEP -terraaniksi kutsutulla alueella, kuori sisältää vähemmän plagioklaasia ja enemmän pyrokseenia. Tämän poikkeavan kuoren alkuperäiset kivilajit olivat todennäköisesti enimmäkseen noriitteja ja gabroja. Kuun maasälpäinen kuori alkoi muodostua noin 4,5 miljardia vuotta sitten. Muodostuessaan ja jonkin aikaa sen jälkeen se joutui meteoroidien ja asteroidien voimakkaan pommituksen kohteeksi. Jotkut iskut ovat hajottaneet Kuun kuoren kivet ja toiset iskut ovat liimanneet ne takaisin yhteen. Tämän seurauksena suurin osa Kuun ylängön kivistä on breksioita (brech’-chee-uz), joka tarkoittaa vanhempien kivien palasista koostuvaa kiveä. Breksioita esiintyy Maassa, mutta ne ovat paljon harvinaisempia kuin Kuussa. Useimmat maanpäälliset brekkiat eivät myöskään ole syntyneet meteoroidien iskujen vaan ruhjeiden vaikutuksesta. Kuun brekkiat jaetaan useisiin eri luokkiin, kuten törmäyssulaan, granuliittisiin, lasimaisiin, fragmentaalisiin ja regoliittisiin brekkioihin. Törmäyssulassa ja lasimaisessa brekkiassa klastiksi kutsutut kivenmurikat leijuvat meteoriitin törmäyksessä syntyneessä jähmettyneessä (kiteisessä tai lasimaisessa) sulamatriisissa.
Lisätietoa Kuun brekkiasta ja maanpäällisistä samankaltaisista kivilajeista.
Fragmentaalisissa ja regoliittisissa brekkiassa on vain vähän tai ei lainkaan sulaa osaa, vain fragmentaalista rojua, joka on litifioitunut (muodostunut kiveksi) iskun aiheuttaman iskupaineen vaikutuksesta. Koska breksiat viittaavat tekstuuriin ja anortosiittiset tai feldspaattiset mineralogiaan, Kuun ylängöiltä peräisin olevia kiviä kutsutaan anortosiittisiksi breksioiksi, feldspaattisiksi breksioiksi tai ylänköbreksioiksi. Koska Kuun kuori on kolhiintunut niin voimakkaasti, Apollo-lentojen aikana kerättiin hyvin vähän käsin mitattavia kiviä, jotka ovat kuun varhaisen magmakivikuoren breksiatonta jäännöstä. Niinpä ei ole yllätys, että kaikki Feldspathic Highlands -terraanin ja Procellarum KREEP -terraanin kuumeteoriitit ovat breksioita.
Kuukivet – Mare-basaltit
Vasemmalla: Mount Erebus Etelämantereella, maapallon eteläisin tulivuori. Kuvan luotto: Randy Korotev. Oikealla: Basaltin täyttämät törmäysaltaat Kuussa. Kuvan luotto: NASA/GSFC/Arizona State University.
Maailmassa tulivuoret ovat usein kartionmuotoisia vuoria, koska ne ovat kasa tuhkaa ja laavaa, joka on syöksynyt ulos tulipesästä. Laavat ovat viskoosia ja jähmettyvät ennen kuin ne virtaavat kovin kauas. Rautapitoisen koostumuksensa ja veden puutteen vuoksi Kuun laavat olivat paljon vähemmän viskoosia, enemmänkin moottoriöljyn kaltaisia. Kun kuun laavoja purkautui pinnalle, ne eivät muodostaneet tulivuoria, vaan ne vain virtasivat ja täyttivät matalia kohtia. Tämän seurauksena kuun laavakerrostumat ovat tasaisia ja ohuita ja peittävät laajoja alueita. Koska Kuussa ei myöskään ole ilmakehää eikä juurikaan painovoimaa, purkautunut tuhka levisi laajalle sen sijaan, että se olisi kasaantunut lähelle purkausaukkoa, kuten Maassa.
Kuusta alkaen, suunnilleen voimakkaan meteoriittipommituksen aikaan, Kuun vaippa osittain suli. Syntyneet magmat nousivat kuoren läpi pintaan ja lammikoituivat mataliin kohtiin. Nämä matalat kohdat olivat pääasiassa valtavia kraattereita, joita kutsutaan altaiksi ja jotka jäivät suurimpien meteoriittien iskujen jäljiltä. Kuun vulkanismi jatkui noin 2 miljardin vuoden ajan.
Pronunciation: Latinankielinen sana mare lausutaan englanniksi mar’-ay. Mare-sanan monikko on maria, joka lausutaan mar’-ee-ah. Basaltti lausutaan yleensä bah-salt’.
Maailmassa vulkaaniset kivet jähmettyvät sulasta laavasta (magmasta). Yleisin vulkaaninen kivilaji on basaltti. Muinaiset tähtitieteilijät kutsuivat Kuun pinnalla olevia pyöreitä, basalttitäytteisiä altaita meriksi, koska ne olivat tasaisia tummia alueita, joita ympäröivät korkeammat alueet. Piirteille annettiin latinankielisiä nimiä, kuten Mare Serenitatis, joka tarkoittaa tyyneyden merta. Nyt tiedämme, että Kuun marit ovat basalttivirtauksia, joten kutsumme marien kiviä mare-basalteiksi. Mare-basaltit koostuvat pääasiassa 50-70-prosenttisesti pyrokseenista, mutta ne kaikki sisältävät myös 20-40 prosenttia plagioklaasia, jopa 20 prosenttia ilmeniittiä ja muita Ti-rikkaita mineraaleja sekä 0-20 prosenttia oliviinia. Maret ovat tummempia kuin ylängöt, koska (1) mare-basaltit sisältävät runsaasti rautapitoisia mineraaleja, (2) rautapitoiset mineraalit ovat tummia ja (3) plagioklaasi on vaaleaa. Toisin kuin ylängöillä, suurin osa Apollo-astronauttien marialta keräämistä kivistä on varsinaisia basaltteja, ei basaltin palasista koostuvia breksejä. Tämä havainto on yksi monista syistä, joiden perusteella tiedämme, että basaltit muodostuivat enimmäkseen voimakkaan pommituksen jälkeen. Mare-basaltit peittävät noin 17 % Kuun pinnasta, mutta niiden osuus kuoren tilavuudesta on arviolta vain noin 1 %.
Apollo 11:n basalttinäyte 10044 (vasemmalla) ja Apollo 15:n basalttinäyte 15016. Apollo 15:n mare-basaltti on rakkulamaista – siinä on reikiä, jotka ovat joskus olleet kaasukuplia. Useimmat Apollo-basaltit eivät ole vesikulaarisia, eikä toistaiseksi yksikään Kuun basalttimeteoriiteista ole vesikulaarinen. Vasemmalla kuutio on 1 cm:n kokoinen ja oikealla kuutio on 1 tuuman kokoinen kummaltakin sivulta. Kuvatunnukset: NASA
Koska kuumeteoriitit ovat näytteitä satunnaisesti jakautuneista paikoista Kuun pinnalla ja koska suurin osa Kuun pinnasta on feldspaattista, suurin osa kuumeteoriiteista on feldspaattisia breksejä. Jotkut ovat kiteisiä mare-basaltteja, mare-basaltista koostuvia brekkiatteja tai brekkiatteja, jotka koostuvat sekä mare- että vuoristomateriaalista (kuten QUE 94281, edellä). Muutamat ovat Procellarum KREEP -terraanin noriittisen aineksen hallitsemia.
Lunarin mare-basaltit, samoin kuin Marsin basalttimeteoriitit, muistuttavat suuresti Maan basaltteja. Fuusiokuoren puuttuessa kuun mare-basaltissa ei ole juuri mitään sellaista, mikä herättäisi suurta kiinnostusta geologissa, jolle joku ojentaisi kiven ja kysyisi “mikä tämä on?”. Huolellinen tarkastelu mikroskoopilla saattaa paljastaa joitakin epäilyttäviä piirteitä – tiettyjen mineraalien puuttuminen ja toisten mineraalien (ilmeniitti) runsaus tai maasälvän alhainen natriumpitoisuus. Mineraalirakeissa näkyisi merkkejä meteoriitin iskujen aiheuttamista iskuista ja murtumista. Kuun tai Marsin alkuperän todistamiseen tarvittaisiin kuitenkin kemiallisia testejä.
Kivilajit Kuussa: basaltti, anortosiitti, breksiat ja “maaperä” (regoliitti).
Fragmentti- ja regoliittibrekkiat ovat lähimpiä kuun analogeja maanpäällisille sedimenttikiville, ja niillä on jonkin verran samankaltaisuutta tekstuuriltaan. Niissä on kuitenkin lukuisia eroja, jotka lähes kaikki liittyvät veden ja tuulen puuttumiseen Kuusta. Kuten edellä todettiin, Kuun kivet eivät sisällä karbonaattimineraaleja tai runsaasti kvartsia, kuten useimmat maanpäälliset sedimenttikivet. Kuussa ei ole tehokasta lajittelumekanismia, joten kuubreksioiden kiviaineksen osat ovat hyvin erikokoisia, eikä niillä ole suosittua kokoa tai suuntausta. Kuun brekkiat ovat suurelta osin fraktaalisia kohteita, jotka näyttävät poikkileikkaukseltaan samanlaisilta riippumatta siitä, missä mittakaavassa niitä tarkastellaan. (Ks. ALHA 81005.) Kuun kivistä ei tunneta yhtään piirrettä, joka muistuttaisi maanpäällisille sedimenttikiville ominaisia kerroksia. Maapallon sedimenttikivissä on kerroksia, koska maapallolla on painovoima, joten hiukkaset laskeutuvat veteen tai ilmakehään. Kuussa on vain heikko painovoima eikä siellä ole vettä tai ilmakehää.
Jos kivi on kerrostunut, se ei ole peräisin Kuusta
Useimmat kuubreksioiden pienet klastit ovat plagioklaasin tai anortosiitin fragmentteja. On harvinaista, että kuubreksiassa olevan klastin pituuden ja leveyden suhde on yli 3. Useimmat klastit ovat kulmikkaita, eivät pyöristyneitä. (Poikkeukset: Kuun regoliitissa (maaperässä) on vulkaanisia lasipalleroita. Tällaisia palloja esiintyy joskus regoliittibreksioissa, mutta niiden halkaisija on <0,1 mm, eikä niitä ole helppo nähdä paljain silmin. Törmäyksessä syntyneitä palloja esiintyy, ja ne voivat olla suuria, mutta ne eivät ole yleisiä verrattuna kivi- ja mineraalifragmentteihin. Törmäyksen sulattamat brekkiat voivat sisältää klasteja, jotka ovat osittain sulaneet ja jotka eivät näin ollen ole kulmikkaita.)
Kuusta peräisin olevat brekkiat ovat riittävän sitkeitä ja koheesiokykyisiä, jotta ne selvisivät Kuun räjähdyksestä ja kovasta laskeutumisesta Maahan. Monet maanpäälliset sedimenttikivet hajoavat paljon helpommin. Toisin kuin jotkin maanpäälliset konglomeraatit, jotka muistuttavat kuubreksioita, kuubreksioiden matriisi on yhtä kova kuin klastit. Breksioituneiden kuumeteoriittien rikkoutuneilla tai ulkopinnoilla klastit eivät erotu negatiivisena tai positiivisena reliefinä.
Vasemmalla Apollo 16 -näytteen 60019 ja oikealla kuumeteoriitti MAC (MacAlpine Hills) 88105:n rapautuneet pinnat. Molemmat ovat koherentteja regoliittibreksioita. Niissä on useita yhtäläisyyksiä. Klastit ovat väriltään vaaleampia kuin matriisi. Klastien koot ovat suunnilleen samat (1 cm:n kuutio) ja vaihtelevat. Murtumat eivät poikkea klastien ympärillä – ne kulkevat niiden läpi ikään kuin niitä ei olisi olemassa. Toisin kuin joissakin maanpäällisissä sedimenttikivissä, klasteja ei ole “lajiteltu” eikä klasteilla ole suosittua suuntautumista.
Metalli ja magnetismi
Meteoriittikeräilijät tietävät, että useimmat meteoriitit vetävät puoleensa halpaa magneettia, koska ne sisältävät rauta-nikkeli-metallia. Yleisin meteoriittityyppi, tavalliset kondriitit, sisältävätkin metallia, kuten tietysti myös rautameteoriitit. Kuun mare-basaltit ja Kuun ylängön alkuperäiset kivet eivät sisällä lainkaan rautametallia (paljon, paljon alle 1 %). Breksioituneet kuumeteoriitit sisältävät kuitenkin jonkin verran Kuuta pommittaneista asteroidimeteoriiteista peräisin olevaa metallia. Kuumeteoriiteista Dhofar 1527 sisältää eniten metallia, noin 1,7 %; useimmat sisältävät paljon vähemmän. Toisin sanoen kuumeteoriitit eivät vedä puoleensa magneetteja, kuten useimmat muut meteoriitit.
Kemia
Kuumin mineralogian yksinkertaisuuden vuoksi kuun kivien kemiallinen koostumus on ennustettavissa. Lähes kaikki alumiini on plagioklaasissa ja lähes kaikki rauta ja magnesium pyrokseenissa, oliviinissa ja ilmeniitissä. Näin ollen alumiinipitoisuuden (Al2O3 alla olevassa kuvassa) ja raudan (FeO) sekä magnesiumin (MgO) pitoisuuksien kuvaajassa kuumeteoriitit (ja lähes kaikki Apollo-kuukivet) kulkevat viivaa pitkin, joka yhdistää plagioklaasin koostumuksen ja kolmen rautaa sisältävän mineraalin keskimääräisen koostumuksen, koska nämä ovat kiven ainoat neljä päämineraalia. Jos kiven koostumus ei kulje tätä viivaa pitkin, kivi ei lähes varmasti ole kuukivi.
Monet ihmiset ottavat minuun yhteyttä kivistä, joiden he toivovat tai luulevat olevan meteoriitteja. Jos he ovat itsepintaisia, ehdotan, että he hankkivat kivestä kemiallisen analyysin. Kaikki tämän tontin “maanpäälliset kivet” edustavat kiviä, jotka ihmiset ovat analysoineet. Useimmat niistä ovat kuumeteoriittiviivan alapuolella, koska ne sisältävät kvartsia tai kalsiittia, jotka sijoittuvat kaavion vasempaan alakulmaan. Muutamat maanpäälliset kivet sijoittuvat kuun suuntauksen päälle tai lähelle sitä. Kaikki nämä ovat pyrokseenin, oliviinin ja plagioklaasin hallitsemia magmakiviä, kuten basaltteja. Sama prosessi muodostaa basaltteja Maassa, Kuussa ja Marsissa, joten niillä kaikilla on sama perusmineralogia ja koostumus. Maan basaltit ja planetaariset basaltit voidaan erottaa toisistaan muilla testeillä. Kolme vihreää pistettä edustavat kolmea tavallisten kondriittien tyyppiä (H, L ja LL), jotka koostuvat pääasiassa oliviinista, pyrokseenista ja rauta-nikkelimetallista. Metallin vuoksi ne piirtyvät korkealla FeO(+MgO)-pitoisuudella. (Geokemisteille: “FeO” tarkoittaa kokonaisfe:tä FeO:na.)
Maailmassa magmakivien piidioksidipitoisuutta (SiO2) käytetään ensimmäisen asteen kemiallisena luokitteluparametrina, koska se vaihtelee suuresti eri kivilajeissa. Kuussa (1) ei ole kiviä, joissa on runsaasti kvartsia tai muita piidioksidipolymorfioita*, (2) tietyssä kivessä, erityisesti brekkiassa, piidioksidin keskimääräinen pitoisuus kolmessa päämineraalissa, plagioklaasissa, pyrokseenissa ja oliviinissa, on suurin piirtein sama, ja (3) ylängön kivissä ilmeniittiä esiintyy tavallisesti vain pieniä määriä (<3 %), joten tavallisten kuun kivien piidioksidipitoisuudet vaihtelevat vain vähän. Kuun meteoriiteissa SiO2-pitoisuudet vaihtelevat kapealla välillä 43-47 %. Koska alumiini kuitenkin vaihtelee yli kolminkertaisesti, alumiini on hyödyllisempi kemiallisena luokitusparametrina. (Titaania käytetään mare-basalteissa.) Vastaavasti lähes kaikissa tavallisissa kuukivissä kalsiumpitoisuudet vaihtelevat vain 2-kertaisesti, 10 prosentista 20 prosenttiin kalsiumoksidina (CaO). Tämä on paljon vähemmän kuin maanpäällisissä kivissä. Kivi, jonka piidioksidi- tai kalsiumoksidipitoisuudet ovat huomattavasti näiden vaihteluvälien ulkopuolella, ei lähes varmasti ole kuukivi.
* Jotkin kuun mare-basaltit sisältävät jopa 5 % kristobaliittia, joka on piidioksidimineraali. On joitakin harvinaisia ja pieniä kuunäytteitä, joissa on 50-70 % SiO2:ta, koska ne sisältävät tridymiittiä, kvartsia tai kvartsilasia. Näihin kuuluvat felisiitit, graniitit ja niihin liittyvät runsaasti piidioksidia sisältävät kivet, kuten kvartsimonzodioriitti. On myös kiviä, jotka sisältävät <10 % CaO:ta, koska ne sisältävät vähän plagioklaasia. Näihin kuuluvat eräät ultramafiset kivet, kuten duniitti, ja eräät pikriittiset vulkaaniset lasit.
Maailman kivissä rautaa esiintyy sekä 2+- että 3+-hapetustilassa. Kuussa rautaa esiintyy 0- (metalli) ja 2+-hapetusasteissa, vaikka kuun magmakivissä lähes kaikki rauta on 2+-hapetusasteessa (oliviinissa, pyrokseenissa ja ilmeniitissä). Kuussa kaikki mangaani on myös hapetusasteessa 2+. Koska Fe(II) ja Mn(II) käyttäytyvät kemiallisesti hyvin samankaltaisesti, rauta ei fraktioidu mangaanista Kuun geokemiallisissa prosesseissa, kuten Maassa. Tämän seurauksena raudan ja mangaanin suhde kuun kivissä on lähes vakio 70 riippumatta siitä, ovatko kivet peräisin marioista (korkea Fe- ja Mn-pitoisuus) vai ylängöiltä (alhainen Fe- ja Mn-pitoisuus). Kuun ulkopuolisissa meteoriiteissa on erilaiset FeO/MnO-suhteet kuin Kuun kivissä. Maan kivilajeissa on valtava FeO/MnO-suhteiden vaihteluväli, mutta keskimääräisellä maankuorella suhde on hieman alhaisempi kuin Kuussa.
Kokonaiskiven FeO/MnO-suhteet Kuun meteoriiteissa ja vertailu Maan kivilajeihin, Marsin meteoriitteihin ja HED-meteoriitteihin (howardiitti, eukriitti, diogeniitti). Pelkästään FeO/MnO-suhteilla voidaan erottaa kuumeteoriitit muista akondriiteista, mutta ei aina maanpäällisistä kivilajeista.
Kromi on kuun kivilajeissa suuremmassa pitoisuudessa kuin useimmissa Maan kivilajeissa (alin kuvaaja tässä). Kromipitoisuudet mare-basalteissa vaihtelevat 0,14 %:sta 0,44 %:iin (Cr:nä). Jopa maasälpäiset kuumeteoriitit, joiden Cr-pitoisuus on 0,05-0,09 %, sisältävät huomattavasti enemmän kromia kuin maankuori keskimäärin (~0,01 %).
Nämä kaksi kuviota ovat samankaltaisia kuin yllä olevat kuviot, mutta tässä viisi täyttämätöntä vihreää kolmiota edustavat viittä näytettä väitetystä kuukivestä, josta puhuttiin ensimmäisessä kappaleessa (yksikään niistä ei ole kuusta). Vasemmalla: Kuun meteoriiteissa, jotka ovat peräisin ylängöiltä (täyttämättömät siniset neliöt), toriumin ja samariumin suhde on vakio (jota kuvaa diagonaalinen sininen viiva). Kuun meteoriiteilla, jotka ovat peräisin marialta (täytetyt siniset neliöt), on yleensä alhaisemmat mutta samanlaiset suhdeluvut. Joissakin maanpäällisissä näytteissä on samanlaiset yhteensopimattomien alkuaineiden suhteet kuin Kuun ylängöillä, mutta joissakin ei. Oikealla : Kaikissa kuunäytteissä on hyvin alhaiset arseenipitoisuudet verrattuna maanpäällisiin kiviin ja meteoriitteihin. Harvinaisia felisiittejä lukuun ottamatta kaikissa kuun kivissä on myös alhaiset kaliumpitoisuudet verrattuna maanpäällisiin kiviin.