Los científicos planetarios de la Universidad de Brown han desarrollado un nuevo método de detección remota para estudiar el olivino, un mineral que podría ayudar a los científicos a comprender la evolución temprana de la Luna, Marte y otros cuerpos planetarios.

"Se entiende que el olivino es un componente importante en el interior de los planetas rocosos, "dijo Christopher Kremer, un doctorado candidato en la Universidad de Brown y autor principal de un nuevo artículo que describe el trabajo. "Es un componente principal del manto de la Tierra, y se ha detectado en las superficies de la Luna y Marte en depósitos volcánicos o en cráteres de impacto que extraen material del subsuelo ".

Las técnicas actuales de teledetección son buenas para detectar olivino desde la órbita, Kremer dice:pero a los científicos les gustaría hacer más que solo detectarlo. Les gustaría poder aprender más sobre su composición química. Todas las olivinas tienen silicio y oxígeno, pero algunos son ricos en hierro mientras que otros tienen mucho magnesio.

"La composición nos dice algo sobre el entorno en el que se formaron los minerales, particularmente la temperatura, "Dijo Kremer." Las temperaturas más altas durante la formación producen más magnesio, mientras que las temperaturas más bajas producen más hierro. Ser capaz de desentrañar esas composiciones podría decirnos algo sobre cómo han evolucionado los interiores de estos cuerpos planetarios desde su formación ".

Para averiguar si podría haber una forma de ver esa composición mediante la teledetección, Kremer trabajó con los profesores de Brown Carlé Pieters y Jack Mustard, así como montañas de datos del Laboratorio de Experimentos de Reflectancia Keck / NASA (RELAB), que se encuentra en Brown.

Un método que utilizan los investigadores para estudiar rocas en otros cuerpos planetarios es la espectroscopia. Los elementos o compuestos particulares reflejan o absorben diferentes longitudes de onda de luz en varios grados. Al mirar los espectros de luz que reflejan las rocas, los científicos pueden hacerse una idea de los compuestos presentes. RELAB realiza mediciones espectrales de alta precisión de muestras cuya composición ya está determinada utilizando otras técnicas de laboratorio. Haciendo eso, el laboratorio proporciona una verdad terrestre para interpretar las medidas espectrales tomadas por naves espaciales mirando otros cuerpos planetarios.

Al analizar los datos de las muestras de olivino examinadas a lo largo de los años en RELAB, Kremer encontró algo interesante escondido en una pequeña franja de longitudes de onda que los tipos de espectroscopios que vuelan en naves espaciales orbitales pasan por alto.

"Durante las ultimas décadas, ha habido mucho interés en la espectroscopia de infrarrojo cercano y la espectroscopia de infrarrojo medio, ", Dijo Kremer." Pero hay un pequeño rango de longitudes de onda entre los dos que quedan fuera, y esas son las longitudes de onda que estaba mirando ".

Kremer descubrió que esas longitudes de onda, una banda entre 4 y 8 micrones, podría predecir la cantidad de magnesio o hierro en una muestra de olivina dentro de aproximadamente el 10% del contenido real. Eso es mucho mejor de lo que se puede hacer cuando se ignoran esas longitudes de onda.

"Con los instrumentos que tenemos ahora, podríamos decir que tal vez tengamos un poco de esto o un poco de aquello, ", Dijo Mustard." Pero con esto realmente podemos ponerle un número, que es un gran paso adelante ".

Los investigadores esperan que este estudio, que se publica en Cartas de investigación geofísica , podría proporcionar el ímpetu para construir y volar un espectrómetro que capture estas longitudes de onda previamente pasadas por alto. Tal instrumento podría pagar dividendos inmediatos al comprender la naturaleza de los depósitos de olivino en la superficie de la Luna, Dice Kremer.

"Las muestras de olivino recuperadas durante el programa Apollo que hemos podido estudiar aquí en la Tierra varían ampliamente en la composición de magnesio, ", Dijo Kremer." Pero no sabemos cómo se distribuyen esas diferentes composiciones en la propia Luna, porque no podemos ver esas composiciones espectroscópicamente. Ahí es donde entra en juego esta nueva técnica. Si pudiéramos descubrir un patrón de cómo se distribuyen esos depósitos, podría decirnos algo sobre la evolución temprana de la Luna ".

También existe la posibilidad de otros descubrimientos. El telescopio SOFIA con base en un avión es uno de los pocos instrumentos que no son de laboratorio que pueden mirar en este rango de frecuencia olvidado. La reciente detección del instrumento de moléculas de agua en superficies lunares iluminadas por el sol hizo uso de esas frecuencias.

"Eso hace que la idea de espectrómetros espaciales que puedan ver este rango sea mucho más atractiva, tanto para agua como para material rocoso como el olivino, "Dijo Kremer.