Cientistas planetários da Brown University desenvolveram um novo método de sensoriamento remoto para estudar a olivina, um mineral que pode ajudar os cientistas a entender a evolução inicial da Lua, Marte e outros corpos planetários.

"A olivina é considerada um dos principais componentes do interior dos planetas rochosos, "disse Christopher Kremer, um Ph.D. candidato na Brown University e autor principal de um novo artigo que descreve o trabalho. "É um constituinte principal do manto da Terra, e foi detectado nas superfícies da Lua e de Marte em depósitos vulcânicos ou em crateras de impacto que trazem material da subsuperfície. "

As técnicas atuais de sensoriamento remoto são boas para detectar olivina em órbita, Kremer diz, mas os cientistas gostariam de fazer mais do que apenas detectá-lo. Eles gostariam de aprender mais sobre sua composição química. Todas as olivinas têm silício e oxigênio, mas alguns são ricos em ferro, enquanto outros têm muito magnésio.

"A composição nos diz algo sobre o ambiente em que os minerais se formaram, particularmente a temperatura, "Disse Kremer." As temperaturas mais altas durante a formação rendem mais magnésio, enquanto temperaturas mais baixas rendem mais ferro. Ser capaz de descobrir essas composições pode nos dizer algo sobre como o interior desses corpos planetários evoluiu desde sua formação. "

Para descobrir se pode haver uma maneira de ver essa composição usando sensoriamento remoto, Kremer trabalhou com os professores da Brown Carlé Pieters e Jack Mustard, bem como montanhas de dados do Laboratório de Experimentos de Reflexão Keck / NASA (RELAB), que está alojado em Brown.

Um método que os pesquisadores usam para estudar rochas em outros corpos planetários é a espectroscopia. Elementos ou compostos específicos refletem ou absorvem diferentes comprimentos de onda de luz em vários graus. Ao olhar para os espectros de luz que as rochas refletem, os cientistas podem ter uma ideia de quais compostos estão presentes. RELAB faz medições espectrais de alta precisão de amostras para as quais a composição já foi determinada usando outras técnicas de laboratório. Fazendo isso, o laboratório fornece informações básicas para a interpretação de medições espectrais feitas por espaçonaves olhando para outros corpos planetários.

Ao se debruçar sobre os dados de amostras de olivina examinadas ao longo dos anos na RELAB, Kremer encontrou algo interessante escondido em uma pequena faixa de comprimentos de onda que é ignorada pelos tipos de espectroscópios que voam em espaçonaves orbitais.

"Nas ultimas decadas, tem havido muito interesse em espectroscopia de infravermelho próximo e espectroscopia de infravermelho médio, "Kremer disse." Mas há uma pequena faixa de comprimentos de onda entre aqueles dois que é deixada de fora, e esses são os comprimentos de onda que eu estava olhando. "

Kremer descobriu que esses comprimentos de onda, uma banda entre 4 e 8 mícrons, poderia prever a quantidade de magnésio ou ferro em uma amostra de olivina dentro de cerca de 10% do conteúdo real. Isso é muito melhor do que pode ser feito quando esses comprimentos de onda são ignorados.

"Com os instrumentos que temos agora, poderíamos dizer que talvez tenhamos um pouco disso ou daquilo, "Mostarda disse." Mas com isso somos capazes de realmente colocar um número nele, o que é um grande passo em frente. "

Os pesquisadores esperam que este estudo, que é publicado em Cartas de pesquisa geofísica , pode fornecer o ímpeto para construir e voar um espectrômetro que captura esses comprimentos de onda anteriormente negligenciados. Tal instrumento pode pagar dividendos imediatos na compreensão da natureza dos depósitos de olivina na superfície da Lua, Kremer diz.

"As amostras de olivina trazidas durante o programa Apollo que pudemos estudar aqui na Terra variam amplamente na composição do magnésio, "Kremer disse." Mas não sabemos como essas composições diferentes são distribuídas na própria Lua, porque não podemos ver essas composições espectroscopicamente. É aí que entra esta nova técnica. Se pudéssemos descobrir um padrão de como esses depósitos são distribuídos, poderia nos dizer algo sobre a evolução inicial da Lua. "

Existe o potencial para outras descobertas também. O telescópio SOFIA baseado em avião é um dos poucos instrumentos não laboratoriais que podem olhar nesta faixa de frequência esquecida. A recente detecção do instrumento de moléculas de água em superfícies lunares iluminadas pelo sol fez uso dessas frequências.

"Isso torna a ideia de espectrômetros transportados pelo espaço que podem ver este alcance muito mais atraente, tanto para água quanto para material rochoso como a olivina, "Kremer disse.