Jak ziemskie skały pomogą zbadać marsjańskie próbki

Naukowcy wykorzystali ziemskie skały, aby przetestować metody, którymi posłużą się do analizy próbek zebranych na Marsie przez łazik Perseverance, gdy zostaną one przetransportowane na Ziemię.

.W 2024 r. należący do NASA marsjański łazik Perseverance zebrał niezwykłą próbkę skały, która została nazwana Sapphire Canyon. Był to czerwony mułowiec (zwięzła skała okruchowa) z białymi plamkami z czarnymi obwódkami i badacze zakładali, że próbka może zawierać wskazówki dotyczące pochodzenia cząsteczek organicznych na Marsie.

Na Ziemi, naukowcy z Jet Propulsion Laboratory i California Institute of Technology wykorzystali technikę zwaną optyczną fototermiczną spektroskopią w podczerwieni (optical photothermal infrared spectroscopy – O-PTIR) do zbadania wizualnie podobnej skały. Chcieli ustalić, czy O-PTIR można zastosować do próbki Sapphire Canyon, gdy zostanie ona przetransportowana na naszą planetę w celu analizy. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Review of Scientific Instruments.

Jak opisują astronomowie, O-PTIR wykorzystuje dwa lasery do badania materiału – pierwszy podgrzewa materiał i powoduje niewielkie drgania termiczne na jego powierzchni proporcjonalne do długości fali lasera, a drugi mierzy zakres tych zmian. Razem tworzy to unikalny chemiczny ślad materiału, który przedstawia jego właściwości.

Naukowcy, aby przetestować O-PTIR, wykorzystali ziemskie skały bazaltowe z ciemnymi wzorkami o podobnej wielkości do próbki Sapphire Canyon – które, w przeciwieństwie do dokładnego procesu selekcji próbek Perseverance, zostały odkryta przez przypadek.

Celem badaczy było sprawdzenie, czy O-PTIR może odróżnić pierwotny materiał skalny od ciemnych wzorów nim występujących. Okazało się, że było to niezwykle skuteczne ze względu na niezwykłą dokładność urządzenia. Co więcej przeprowadzenie analizy za pomocą tej techniki było możliwe w bardzo szybkim czasie.

Każde widmo było możliwe do uchwycenia w ciągu kilku minut, co pozwoliło naukowcom, niezwykle delikatnie i szczegółowo zbadać obszary, które chcieli przeanalizować – takie jak regiony zawierające substancje organiczne.

„Mamy nadzieję, że ta technika pozwoli lepiej, szybciej i delikatniej przeanalizować materiał przetransportowany na Ziemię z Marsa, asteroidy lub innego ciała niebsiekgo” – mówi Nicholas Heinz z Jet Propulsion Laboratory.

Technika O-PTIR jest jedyną tego rodzaju wykorzystywaną przez Jet Propulsion Laboratory NASA i posłużyła już w ramach innych misji. W 2024 r. inżynierowie wykorzystali ją do potwierdzić sterylności Europa Clipper – misji mającej na celu zbadanie jednego z księżyców Jowisza – przed jej rozpoczęciem.

.Naukowcy wykorzystując ziemskie skały mogą dowiedzieć się więcej o tym jakie techniki najlepiej wykorzystać, aby w przyszłości lepiej, szybciej, dokładniej analizować próbki przetransportowane z innych ciał niebieskich tak, aby ich nie uszkodzić i nie wpłynąć przypadkiem na wyniki badań.  

Oprac. EG