月球上的石头大部分长得很普通,只有一种是月球独有的

大家好,我是天哥,作为一个地球科学科普节目,我们讲了很多地球上石头的故事。这期视频,让我们抬头仰望,去看看月球上的石头有何奥秘。

我国嫦娥5号顺利采样返回之后,地球上从月亮带回来的石头增加为384.0211kg,其中美国阿波罗11、12、14、15、16、17号6次登月采样共计381.7kg,苏联月球16、20、24号三次非载人机器采样共计0.3211kg,中国嫦娥5号一次非载人机器采样2kg。

那么接下来我们就借助公开的阿波罗带回来的一些样品,来认识一下这月球的石头。

一、玄武岩与钛铁矿
第一块向大家介绍的石头来自于阿波罗11,由于是第一次登月,不敢乱跑,所以样品都是在登月舱10m半径范围内取的。就是这块编号为10049的样品,之前看过我视频的朋友们应该会感觉很熟悉,地球上也有这样的石头是吧,它是岩浆冲出月球表面之后冷凝形成的,这就是玄武岩,我们看到的这气孔,就是之前存在于岩浆中的挥发性气体。

10049号样品——玄武岩,来源www.lpi.usra.edu

它广泛存在于月海,什么是月海呢?遥望月球,我们可以将月球地貌大概分为两类,颜色相对较暗的区域就是月海,而颜色发亮的区域就是高地。月海就是之前巨大的陨石撞击坑被玄武岩质岩浆充填后形成的,比如嫦娥五号的着陆点就在风暴洋,此外还有雨海、澄海、静海、危海、丰富海等等。

而说起玄武岩的气孔,我们得看这块阿波罗15号带回来的15016号,气孔可以说相当明显了,气孔的显微照片更能说明问题。

15016号样品极其显微照片——玄武岩,来源www.lpi.usra.edu

当然了月球上的玄武岩和地上的还是不一样的,月球玄武岩含有丰富的钛铁矿,据估计资源量为130万亿~190万亿吨,图中的红色和黄色就是含钛玄武岩。

红色为高钛玄武岩,黄色为地钛玄武岩,蓝色为高地,来源www.researchgate.net

二、角砾岩

这是月球中比较特殊的岩石,虽然地球也有角砾岩,但是月球上的角砾岩的独特之处在于它是由撞击形成的,它的本质是撞击熔岩,就是本来的月球岩石在被冲击破碎、熔融后胶结在一起而形成。

因此它们的特点就是大小不一的角砾状集合体,这样的岩石在阿波罗14号中很典型,因为阿波罗14号登陆点正位于哥白尼撞击坑南部约390km的堆积物上。

一些角砾岩——玄武岩,来源www.lpi.usra.edu

三、火山玻璃

陨石撞击产生的高温一定会融化一部分岩石并形成火山玻璃,比如阿波罗17号月壤中就含有大量的细粒玻璃,看这圆润的表面像不像是融化而滴落的小玻璃珠呢?

月球土壤中的火山玻璃极其显微照片,来源www.lpi.usra.edu

四、高地岩石

高地岩石,也就是月球上看着比较亮的区域,一般围着月海边缘分布,年龄相对较老,因为他们是月球早期岩浆结晶而来。
月球高地的岩石主要有斜长岩,比如阿波罗16号带回来的65315号岩石,这白色的就是富钙斜长石。
65315号——斜长岩,来源www.lpi.usra.edu
此外还有富铁镁的结晶岩,比如73215、78235、78255号苏长岩、72415号橄长岩,这块敢尝言的年龄是44.5亿年,是月球上最老的岩石之一,是阿波罗17号采集的,阿波罗17号登月的主要目的之一就是采集最古老的岩石。

77075号苏长岩和72415号橄长岩,来源www.lpi.usra.edu

五、月球的独有岩石——克里普岩
阿波罗12号发现了一种地球上没有的岩石,而在之后的登月取样都有发现,它就是克里普岩,它是一种富含K钾元素、REE稀土元素、P元素的岩石,所以叫KREEP克里普岩。
12013号克里普岩,来源www.lpi.usra.edu
据推算,仅风暴洋下的稀土含量为2.25-4.4千亿吨,虽然都是某种算法估算,但是毋庸置疑,克里普岩中存在的稀土元素是月球上最重要的矿产之一。

月球铥元素含量,来源维基百科

这种岩石的形成简单来说就是,早期的月球岩浆逐渐冷却结晶,较重矿物如辉石、橄榄石等下沉形成月幔,较轻的铝硅酸盐矿物如长石上浮形成月壳,而剩下的一些不相容元素包括稀土元素就富集在残余岩浆中,成为了在月壳和月幔间的克里普岩。
克里普岩成因模式,来源:www.mdpi.com
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