Pierwsza tona Księżyca na Ziemi

• Authors: Tadeusz A. Przylibski , Konrad Blutstein , Mateusz Szczęśniewicz , Katarzyna Łuszczek

Title variants

EN

The first ton of the Moon on Earth

• Languages of publication: PL

Abstracts

PL

Autorzy zwrócili uwagę na sklasyfikowanie w grudniu 2022 roku już ponad tony meteorytów księżycowych, jakie spadły na Ziemię. Znajdowane były one od początku lat sześćdziesiątych XX wieku, jednak pierwsze ich klasyfikacje jako meteorytów księżycowych wykonane zostały dopiero w 1982 roku. Możliwe to było dzięki bardziej zaawansowanym badaniom geochemicznym i możliwości odniesienia ich wyników do wyników analiz prób skał i regolitu księżycowego przywiezionych przez misje radzieckie programu Łuna, a przede wszystkim przez kilka misji amerykańskich programu Apollo. Dzięki dostępowi na Ziemi do ponad 1,4 tony skał księżycowych możemy obecnie prowadzić multidyscyplinarne badania geologii Księżyca. Ich wyniki są szczególnie ważne w kontekście budowy osiedli ludzkich lub baz na Księżycu w celu dalszej eksploracji Układu Słonecznego. Dotyczy to zarówno właściwości fizycznych tych skał, a także ich składu chemicznego i mineralnego w kontekście występowania złóż różnorodnych surowców mineralnych. Należy podkreślić, że materiału meteorytowego z Księżyca przybywa w ziemskich kolekcjach (zwłaszcza naukowych) bardzo szybko dopiero od roku 2015. Jest to efektem szeroko zakrojonych prac poszukiwawczych przede wszystkim na obszarze Antarktydy, Afryki, Półwyspu Arabskiego i Australii. Wśród zidentyfikowanych skał docierających na Ziemię w postaci meteorytów księżycowych najliczniej reprezentowane są brekcje skaleniowe (impaktowe skały metamorficzne), anortozyty (skały magmowe głębinowe budujące wyżynne obszary Srebrnego Globu) oraz bazalty (skały magmowe wylewne budujące obszary mórz księżycowych). Poza tym spotykane są inne skały magmowe zasadowe, takie jak gabro, noryt, troktolit i inne. Powierzchnię skorupy pokrywa regolit złożony z fragmentów wymienionych skał magmowych i brekcji poddanych rozdrabnianiu kolejnymi zderzeniami z meteorytami i mikrometeorytami oraz działaniu cząstek wiatru słonecznego (wietrzenie kosmiczne). W wyniku tych procesów powierzchnia Księżyca pokryta jest warstwą luźnej skały osadowej okruchowej o miąższości od kilku do kilkunastu metrów. Lokalnie regolit może być skałą osadową okruchową zwięzłą, jeśli znaczna liczba okruchów skalnych ulegnie połączeniu (zespawaniu – ang. welding) szkliwem produkowanym w czasie zderzeń z mikrometeorytami. Autorzy przedstawili także krótko genezę i ewolucję oraz budowę geologiczną Księżyca w oparciu o wyniki najnowszych badań geofizycznych i geochemicznych (w tym izotopowych) oraz mineralogicznych i petrologicznych. Wskazali, że zaproponowany model genezy Księżyca z synestii utworzonej po zderzeniu proto-Ziemi z innym hipotetycznym embrionem planetarnym o nazwie Theia, dobrze tłumaczy jednorodność chemiczną i izotopową Ziemi i Księżyca. Autorzy zwrócili także uwagę, że dzięki wspólnej genezie meteoryty księżycowe klasyfikowane i nazywane są tak samo, jak skały ziemskie, co zdecydowanie odróżnia je od innych meteorytów. Wyjątek stanowią meteoryty marsjańskie oraz HED, które klasyfikowane są podobnie, jak skały ziemskie, aczkolwiek ich nazwy często nie mają odpowiedników w klasyfikacji skał ziemskich (np. meteoryty SNC). Śledząc dane na temat oficjalnie klasyfikowanych meteorytów księżycowych autorzy stwierdzili, że w grudniu 2022 roku łączna masa materii meteorytowej uznanej za pochodzącą z Księżyca przekroczyła 1 tonę. Meteoryty księżycowe są obecnie największym źródłem informacji o geologii Srebrnego Globu, stanowiąc niemal 2/3 masy materii księżycowej dostępnej do badań na Ziemi.

EN

The authors drew attention to the classification in December 2022 of over one ton of lunar meteorites that fell to Earth. They have been found since the early 1960s, but their first classification, as lunar meteorites, was made only in 1982. This was possible thanks to more advanced geochemical research and the possibility of comparing their results with the results of analyzes of samples of rocks and lunar regolith brought by the Soviet missions of the Luna program, and above all by several American missions of the Apollo program. With access to over 1.4 tons of lunar rocks on Earth, we are now able to conduct multidisciplinary studies of the lunar geology. Their results are particularly important in the context of building human settlements or lunar bases for further exploration of the solar system. This applies to both the physical properties of these rocks, as well as their chemical and mineral composition in the context of the presence of deposits of various mineral resources. It should be emphasized that meteoritic material from the Moon has been increasing in terrestrial collections (especially scientific ones) very quickly since 2015. This is the result of extensive exploration work, primarily in Antarctica, Africa, the Arabian Peninsula and Australia. Among the identified rocks reaching the Earth in the form of lunar meteorites, the most numerous are feldspar breccias (impact metamorphic rocks), anorthosites (plutonic igneous rocks building highlands areas of the silver globe) and basalts (extrusive igneous rocks building areas of the lunar maria). In addition, there are other igneous mafic rocks, such as gabbro, norite, troctolite and others. The surface of the crust is covered with regolith composed of fragments of the above-mentioned igneous rocks and breccias subjected to fragmentation by successive collisions with meteorites and micrometeorites and the action of solar wind particles (space weathering). As a result of these processes, the surface of the Moon is covered with a layer of loose sedimentary rock with a thickness of a few to several meters. Locally, a regolith may be a compact clastic sedimentary rock if a significant number of rock fragments are welded together with the glaze produced during collisions with micrometeorites. The authors also briefly presented the genesis and evolution as well as the geological structure of the Moon based on the results of the latest geophysical and geochemical (including isotopic) as well as mineralogical and petrological research. They pointed out that the proposed model of the genesis of the Moon from synestia formed after the collision of the proto-Earth with another hypothetical planetary embryo called Theia, explains well the chemical and isotopic homogeneity of the Earth and the Moon. The authors also pointed out that due to the common genesis, lunar meteorites are classified and named in the same way as terrestrial rocks, which definitely distinguishes them from other meteorites. The exceptions are Martian and HED meteorites, which are classified similarly to terrestrial rocks, although their names often do not have equivalents in the classification of terrestrial rocks (e.g. SNC meteorites). Tracking data on officially classified lunar meteorites, the authors found that in December 2022, the total mass of meteoritic matter considered to coming from the Moon exceeded 1 ton. Lunar meteorites are currently the largest source of information about the geology of the Silver Globe, accounting for almost two-thirds of the mass of lunar material available for study on Earth.

Keywords

EN

The Moon; anorthosite; basalt; feldspathic breccia; lunar meteorite

Discipline

• GEOLOGY: GEOLOGY

• Publisher: Polskie Towarzystwo Meteorytowe
• Journal: Acta Societatis Metheoriticae Polonorum
• Year: 2023
• Volume: 14
• Pages: 163-182

Contributors

author

Tadeusz A. Przylibski

• Politechnika Wrocławska, Wydział Geoinżynierii, Górnictwa i Geologii, Katedra Górnictwa, Laboratorium Nauk o Ziemi i Inżynierii Mineralnej

author

Konrad Blutstein

author

Mateusz Szczęśniewicz

author

Katarzyna Łuszczek

References

• Bell S., Joy K., Moore K., 2022, 50 years of Luna legacy, Astronomy & Geophysics, 63(1), s. 1.14–1.20, doi:10.1093/astrogeo/atac008
• Eugster O., Herzog G.F., Marti K., Caffee M.W., 2006, Irradiation Records, Cosmic-Ray Exposure Ages, and Transfer Times of Meteorites, w: Lauretta D.S., McSween H.Y. (red.) – Meteorites and the Early Solar System II, Space Science Series, University of Arizona Press, s. 829–851.
• Gladman B.J., Burns J.A., Duncan M.J., Levison H.F., 1995, The dynamical evolution of lunar impact ejecta, Icarus, 118, s. 302–321.
• Gladman B.J., Burns J.A., Duncan M., Lee P., Levison H.F., 1996, The exchange of impact ejecta between terrestrial planets, Science, 271, s. 1387–1392.
• Hiesinger H., Head J.W., 2006, New View of Lunar Geoscience: An Introduction and Overview, Reviews in Mineralogy & Geochemistry. 60, s. 1–81, doi:10.2138/rmg.2006.60.1
• Hu S., He H., Ji J., Lin Y., Hui H., Anand M., Tartčse R., Yan Y., Hao J., Li R., Gu L., Guo Q., He H., Ouyang Z., 2021, A dry lunar mantle reservoir for young mare basalts of Chang’e-5, Nature, 600, s. 49–53, doi:10.1038/s41586-021-04107-9
• IUGS, 2022, International Chronostratigraphic Chart ver. 2022/2. International Union of Geological Sciences, International Commission on Stratigraphy, www.stratigraphy.org
• Jaumann R., Hiesinger H., Anand M., Crawford I.A., Wagner R., Sohl F., Jolliff B.L., Scholten F., Knapmeyer M., Hoffmann H., Hussmann H., Grott M., Hempel S., Köhler U., Krohn K., Schmitz N., Carpenter J., Wieczorek M., Spohn T., Robinson M.S., Oberst J., 2012, Geology, geochemistry, and geophysics of the Moon: Status of current understanding, Planetary and Space Science, 74, s. 15–41, doi:10.1016/j.pss.2012.08.019
• Ji J., Guo D., Liu J., Chen S., Ling Z., Ding X., Han K., Chen J., Cheng W., Zhu K., Liu J., Wang J., Chen J., Ouyang Z., 2022, The 1:2,500,000-scale geologic map of the global moon, Science Bulletin, doi:10.1016/j.scib.2022.05.021
• Kallio E., Dyadechkin S., Wurz P., Khodachenko M., 2019, Space weathering on the Moon: Farside-nearside solar wind precipitation asymmetry, Planetary and Space Science, 166, s. 9–22, doi:10.1016/j.pss.2018.07.013
• Leya I., Masarik J., 2009, Cosmogenic nuclides in stony meteorites revisited, Meteoritics & Planetary Science, 44, s. 1061–1086, doi:10.1111/j.1945-5100.2009.tb00788.x
• Li J-H., Yang W., Li X-Y., He Y-S., 2022a, The Chang’e-5 Lunar Samples Stimulate the Development of Microanalysis Techniques, Atomic Spectroscopy, 43(1), s. 1–5, doi:10.46770/AS.2022.010
• Li Ch., Hu H., Yang M., Pei Z., Zhou Q, Ren X., Liu B., Liu D., Zeng X., Zhang G., Zhang H., Liu J., Wang Q, Deng X, Xiao C., Yao Y., Xue D., Zuo W., Su Y., Wen W., Ouyang Z., 2022b, Characteristics of the lunar samples returned by the Chang’E-5 mission, National Science Review, 9(2), nwab188, doi:10.1093/nsr/nwab188
• Lin H., Yang Y., Lin Y., Liu Y., Wei Y., Li S., Hu S., Yang W., Wan W., Xu R., He Z., Liu X., Xing Y., Yu C., Zou Y., 2020, Photometric properties of lunar regolith revealed by the Yutu-2 rover, Astronomy & Astrophysics, 638, s. A35, Planets and planetary systems section, doi:10.1051/0004-6361/202037859
• Lock S.J., Stewart S.T., Petaev M.I., Leinhardt Z., Mace M.T., Jacobsen S.B., Ćuk M., 2018, The origin of the Moon within a terrestrial synestia, Journal of Geophysical Research: Planets, 123, s. 910–951, doi:10.1002/2017JE005333
• Lucey P., Korotev R. L., Gillis J. J., Taylor L. A., Lawrence D., Campbell B. A., Elphic R., Feldman R., Hood L. L., Hunten D., Mendillo M., Noble S., Papike J. J., Reedy R. C., Stefanie Lawson S., Prettyman T., Gasnault O., Maurice S., 2006, Understanding the Lunar Surface and Space-Moon Interactions, Reviews in Mineralogy & Geochemistry, 60, s. 83–219, doi:10.2138/rmg.2006.60.1
• Łuszczek K., Dalcher N., Leya I., 2012, Cosmogenic and radiogenic noble gases in the Sołtmany L6 chondrite, Meteorites, 2(1/2), s. 39–43.
• Mayer C., 2012, Lunar Sample Compendium. Astromaterials Research & Exploration Science (ARES), NASA; https://curator.jsc.nasa.gov/lunar/lsc/index.cfm; dostęp: 06.12.2022.
• MetBull, 2022, The Meteoritical Bulletin Database, The Meteoritical Society; https://www.lpi.usra.edu/meteor/; dostęp: 1.12.2022.
• Orloff R.W., 2004, Apollo by the Numbers: A Statistical Reference, NASA History Division, Office of Policy and Plans, NASA Headquarters. Washington, DC
• Taylor G.J., Martel L.M.V., Kring D.A., 2017, Lunar granulitic breccias and their role in understanding the lunar mantle and large impact events, Lunar and Planetary Science XLVIII, 1591.pdf
• Taylor S.R., McLennan S.M., 2010, Planetary crusts: Their composition, origin and evolution, Cambridge University Press, UK
• Warren P.H., 1994, Lunar and Martian meteorite delivery services. Icarus, 111, s. 338–363.
• Wieler R., 2002, Cosmic-ray-produced noble gases in meteorites, [w:] Noble Gases in Geochemistry and Cosmochemistry, Reviews in Mineralogy and Geochemistry, Porcelli D., Ballentine C.J., Wieler R. [eds.] Mineralogical Society of America, Washington DC, s. 125–170.
• Zhang D, Chen Y., Yang W., Fournelle J.H., Ji J., Su B., Mao Q., Jia L., Yuan J., Li X., 2022, High-precision Measurement of Trace Level Na, K, P, S, Cr, and Ni in Lunar Glass Using Electron Probe Microanalysis, Atomic Spectroscopy, 43(1), s. 28–41, doi:10.46770/AS.2022.001
• http://www2.jpl.nasa.gov/saturn/faq.html, dostęp 29.01.2023.
• https://www.nasa.gov/specials/artemis/, dostęp 2.02.2023.

• Document Type: article