Struttura interna della Luna

Voce principale: Luna.

La Luna ha una densità media di 3,3464 g/cm^3[1]. La Luna è un corpo differenziato, essendo composto da una crosta, un mantello e un nucleo geochimicamente diversi. Questa struttura è ritenuta essere il risultato di una cristallizzazione frazionata di un oceano di magma subito dopo la sua formazione circa 4,5 miliardi di anni fa. L'energia richiesta per fondere lo strato esterno della Luna è comunemente attribuita alla teoria dell'impatto gigante, che dovrebbe aver formato il sistema Terra-Luna e il susseguente accrescimento di materiale intorno all'orbita terrestre. La cristallizzazione di questo oceano di magma potrebbe aver dato origine ad un mantello mafico e ad una crosta ricca di plagioclasio.

La mappatura geochimica dell'orbita evidenzia una composizione della crosta lunare prevalentemente anortositica^[2], coerentemente con l'ipotesi dell'oceano di magma. In termini di elementi, la crosta lunare è composta principalmente di ossigeno, silicio, magnesio, ferro, calcio e alluminio, ma elementi in minori quantità o tracce come titanio, uranio, torio, potassio e idrogeno sono comunque presenti. Basandosi su tecniche geofisiche, si stima che la crosta sia sui 50 km circa di spessore in media.

Una parziale fusione all'interno del mantello della Luna diede origine alle eruzioni di mari di basalti sulla superficie lunare. L'analisi di questi basalti indicano che il mantello è formato principalmente da olivina, ortopirossene e clinopirossene, e che il mantello lunare è più ricco di ferro di quello terrestre. Alcuni basalti lunari contengono grandi quantità titanio (presente nell'ilmenite) suggerendo che il mantello sia altamente eterogeneo in composizione. Sono stati scoperti terremoti lunari che si verificano in profondità del mantello della Luna circa 1000 km al di sotto della superficie. Tali terremoti si verificano con periodicità mensile e sono correlati allo stress mareale causato dall'eccentricità dell'orbita lunare attorno alla Terra. Sono stati rilevati anche alcuni terremoti a profondità minori, con ipocentri localizzati circa 100 km al di sotto della superficie, ma si verificano molto meno frequentemente e non sembrano essere relazionati alle maree lunari.^[3]