lunar magnesian suite- 달 암석에 대한 미시 분석

[dhleepaul]

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하나의 달 암석에 대한 상세한 미시 분석은 전체 달 마그네시아 계열의 형성에 대한 통찰을 제공합니다--- 달 암석 76535의 플라기오클레이스에서 올리빈과 나트륨의 인 분포는 그 형성이 마그마 해양 생성물과 하부 지각의 부분적인 융해에 의해 형성된 마그마 사이의 반응을 포함했을 가능성을 시사합니다. G. 제프리 테일러 하와이 지구물리 및 행성학 연구소 작성\n\n달 지각은 세 가지 주요 암석 유형을 포함하고 있습니다: 달 고지대 지각의 대부분을 구성하는 비정형 암석; 지구를 향하는 달 반구를 장식하는 매끄러운 암흑 영역; 그리고 거친 입자의 화성암으로 발생하는 마그네시아 계열(Mg-스위트)입니다. 달 과학자들은 첫 번째 두 암석 유형의 기원에 대해 비교적 잘 알고 있지만, Mg-스위트 암석의 형성은 이를 당황하게 만들었습니다. 이 오래 지속되는 혼란은 76535의 달 트로크톨라이트 76535(트로크톨라이트는 주로 올리빈과 플라기오클레이스 광물로 구성된 화성암)에서 올리빈 결정과 나트륨(Na)의 분포에 대한 상세한 지도 덕분에 끝났을 수 있습니다. 전자 현미경을 사용하여 윌 넬슨, 줄리아 해머, 톰 시어, 에릭 헬레브란트, 제프 테일러(모두 하와이 ʻ 대학교에 재직 중; 에릭 헬레브란트는 현재 네덜란드 위트레흐트 대학교에 재직 중)는 올리빈이 P가 풍부한 영역을 포함하고 있으며, 이 영역들 사이에 뚜렷한 경계가 있습니다. 저자들은 이러한 결정 화학적 특징을 성장하는 결정과 침입하는 마그마(반응성 용융 침윤) 사이의 반응으로 인한 용해 및 재침전의 증거로 해석합니다. 이 모든 작용은 비정형 층의 기저에서 발생했으며, 깊은 맨틀에서 Mg가 풍부한 올리빈 기둥이 상승하는 것과 함께 비정형 암석과 uREP(마그마 해양의 마지막 몇 퍼센트에서 형성됨) 사이의 반응을 포함했습니다. 참고: 넬슨, W. S. 해머, J. 헬레, 헬레, 엘라. Nature Communications, v. 12, doi: 10.1038/s41467-021-26841-4. [기사] PSRDpresent: 하나의 달 암석에 대한 상세한 미시 분석은 전체 달 마그네시아 모음의 형성에 대한 인사이트를 제공합니다 --슬라이드 요약(참고 자료 포함). 달 고지대를 구성하는 암석 유형 달 표면은 더 밝고 어두운 영역으로 장식되어 있습니다. 마리아라고 불리는 어두운 곳은 굳어진 현무암 용암 흐름으로 구성되어 있습니다. 이들은 달 표면의 약 17%, 달 지각 전체 부피의 약 1%만을 차지합니다. 달 고지대라고 불리는 더 풍부한 밝은 색 영역은 마리아보다 더 높고 오래되었습니다. 고지대의 대부분의 암석은 대부분 아노르토사이트라고 불리는 암석 유형인 플라기오클라제 장석으로 구성되어 있습니다.

이들은 칼슘이 풍부한 사장석(평균 약 96%의 사장석)으로 가득 찬 거칠게 결정된 암석으로, 마그네슘/철 비율이 낮고 나트륨/칼슘이 낮으며 희토류 원소와 같은 호환되지 않는 암석 미량 원소의 농도가 낮습니다. 고지대의 아노르토사이트와 혼합된 암석에는 사장석이 적고 철과 마그네슘을 함유한 규산염이 포함되어 있으며, 올리빈(트로크톨라이트라고 함), 저칼슘 파이록센(노라이트라고 함) 또는 고칼슘 파이록센(가브로스라고 함)이 있습니다. 이 암석들은 아노르토사이트에 비해 마그네슘/철 함량이 상대적으로 높으며 마그네시아(Mg) 계열이라고 불립니다. 아폴로 임무단이 달 근처로 돌려보낸 Mg-스위트 암석은 미량 원소 농도가 높아 아노르토사이트에 비해 KREP가 풍부합니다. 고지대에서 유래한 달 운석에는 Mg-스위트 노르라이트와 트로크톨라이트 조각도 포함되어 있지만, KREP 성분에는 많은 것이 풍부하지 않습니다. 이들은 달을 향한 반구에 있는 저명한 KREP가 풍부한 프로셀라룸 KREP 테란에서 멀리 떨어진 고지대의 구성을 반영할 수 있습니다(PSRD 기사 21세기의 새로운 달 참조). 달 고지대 브레시아 67915(달 고지대의 아폴로 16 유적지)에 있는 아노르토사이트 성단의 현미경 사진. 눈에 띄는 밝은 지역은 플라기글레이즈입니다. 눈에 띄는 입자는 파이록센입니다. 플라기글레이즈는 그 파이록센보다 훨씬 더 풍부합니다. 파이록센 결정은 축적된 암석의 특징인 기존의 플라기글레이즈 결정 주위에 형성된 것으로 보입니다. 전형적인 Mg-스위트 암석입니다. 이 암석은 아폴로 17 착륙 지점에서 수집된 충격 브레시아의 암석 조각입니다. 이 현미경 사진에서 회색 광물은 플라기글레이즈이며, 주황색에서 붉은색 광물은 오르토피록센으로, 이 암석임을 보여줍니다. 달 고지대의 암석에 대한 요약을 위해 PSRD 기사에서 달 고지대의 기원을 풀어보세요. 달의 신비한 마그네시아 모음 달 암석의 Mg-스위트는 희토류 원소와 같은 호환되지 않는 미량 원소의 농도가 높은 마그네슘(Mg) 대 철(Fe) 비율의 충격적이고 역설적인 특성을 가지고 있습니다. 이들은 주요 광물이 아닌 마그마에 집중되기 때문에 "불호환"이라고 불립니다. 일반적인 결정화 마그마에서 올리빈과 같이 가장 먼저 형성되는 결정은 Mg/Fe 함량은 높지만 호환되지 않는 미량 원소 함량은 낮습니다. 시스템의 용융된 부분에서 미량 원소 농도가 크게 증가했을 때쯤에는 Mg/Fe가 급락했습니다. 지구화학적 상식에 따르면 높은 Mg/Fe와 호환되지 않는 미량 원소가 결합된 것은 모순적입니다. 그렇다면 이러한 Mg-스위트 마그마는 어떻게 형성했을까요? 1970년대 초 Mg-스위트가 확인된 이후 달 과학자들은 이 질문에 대해 고민해 왔습니다.

Mg-스위트의 기원에 대한 몇 가지 아이디어가 수년에 걸쳐 제안되었으며, 이는 모두 달 마그마 바다의 결정화를 포함하고, 그 후 적절한 지구화학적 특성을 가진 마그마가 생성되어 Mg-스위트 암석으로 결정화되는 상상력 있는 일련의 암석학적 과정을 거쳤습니다. 중요한 정보 중 하나는 Mg-스위트 암석이 형성된 물리적 조건입니다. 예를 들어, 달 트로크톨라이트 76535의 광물 성분과 열역학적 계산을 사용하여 존슨 우주 센터의 론 굴리와 공동 저자들은 1974년에 발표된 흥미로운 논문에서 이 암석이 달 지각에서 10~30킬로미터 깊이에서 형성되고 냉각되었음을 보여주었습니다. 굴리와 76535에 대한 다른 후속 연구는 암석이 천천히 냉각되었음을 시사하며, 이는 깊은 매장과 일치합니다. 이는 매우 유익했지만, 윌 넬슨과 공동 연구자들은 트로크톨라이트 76535가 형성된 물리적 환경에 대한 더 많은 세부 사항을 원했습니다. 그들은 올리빈과 플라기오글레이스 결정에서 소량의 원소 분포를 측정하는 것으로 눈을 돌렸습니다. 트로크톨라이트 76535 트로크톨라이트 76535는 아폴로 17호 지점의 노스 매시프 기지에 있는 여러 대형 충돌구 근처(약 5~10미터 너비)에서 갈퀴 샘플로 수집되었습니다. 갈퀴 샘플은 (분명히) 갈퀴를 사용하여 수집되었습니다. 갈퀴의 갈래는 지름이 1센티미터로, 우주비행사들은 1센티미터보다 큰 암석만 수집할 수 있었습니다. (이 아이디어는 수많은 정교한 지구화학 분석을 위해 충분히 큰 암석 조각을 무작위로 샘플링하는 것이었습니다.) 우주비행사 잭 슈미트는 수집된 암석 조각에 대해 "그 중 몇 개는 상당히 거칠게 결정화되어 보입니다."라고 언급했습니다. 지구의 달 큐레이터 연구소에서 조사한 후, 그 중 하나는 결국 76535라는 번호를 얻었습니다. 이 암석은 155그램의 질량을 가지고 있었습니다. 이 암석은 아폴로 17호가 착륙한 계곡 주변의 산을 둘러싸는 데 도움을 주기 위해 수십억 년에 걸쳐 유성 충돌로 손상되지 않은 유일한 Mg-스위트 암석입니다. 트로크톨라이트 76535 (플라기오클라아제와 올리빈)은 타우러스-리트로 밸리의 아폴로 17호 승무원들에 의해 수집되었습니다. 윌 넬슨은 광학 현미경을 사용하여 트로크톨라이트 76535의 두 얇은 섹션(점수를 유지하는 입자의 경우 76535,46 및 76535,52)에서 적절한 올리빈과 플라기오클라아제 입자를 식별했습니다. 입자의 적합성은 화성 결정화를 유지하고 내부 균열이 없는 결정 형태를 기반으로 했습니다. 그런 다음 그는 적절한 입자의 X-선 강도 지도를 작성하고 두 광물의 개별 입자에 대해 신중한 정량 분석을 수행했습니다. 이러한 분석에서 가장 놀라운 발견은 인(P)이 올리빈에 뚜렷하게 풍부한 라멜라(얇은 판)의 존재입니다. P 농도는 0.1 wt% P2O5보다 낮지 않고 P에서 훨씬 낮은 영역과 뚜렷한 경계를 보였습니다.