Uma equipe de pesquisadores da Universidade de Málaga validou o uso de um sistema para detecção mais precisa de compostos em rochas fundindo diferentes tipos de dados obtidos com a mesma tecnologia de laser que fornece informações imediatas de pequenas amostras. A pesquisa foi realizada em laboratório simulando as condições atmosféricas da Terra e de Marte.
A tecnologia utilizada para melhorar a definição da composição atômica das rochas, conhecida como espectroscopia de ruptura induzida por laser (LIBS), consiste na emissão de um feixe de luz que transforma o estado da matéria de sólido para plasma. Em apenas um milionésimo de segundo, o sistema capta a emissão dos elementos que compõem a amostra.

Ao mesmo tempo em que ocorre a mudança da matéria, uma onda acústica se origina da detonação do mineral. Os especialistas envolvidos neste estudo fundiram informações espectrais e aquelas fornecidas pela propagação do som para obter dados mais confiáveis. No artigo "LIBS-Acoustic Mid-Level Fusion Scheme for Mineral Differentiation under Terrestrial and Martian Atmospheric Conditions" publicado na revista Analytical Chemistry , esses especialistas confirmam que esse modelo de análise de materiais consegue uma melhor definição dos compostos em menos tempo e em uma escala de análise próxima ao atograma, ou seja, uma quantidade de massa equivalente à de um vírus.

Em comparação com os resultados obtidos com LIBS ou o conjunto de dados acústicos separadamente, os resultados fornecidos pelo novo sistema melhoram a informação de 90% e 77% respectivamente para 92% para as condições atmosféricas da Terra, e de 85% e 81% para 89% para Marte.

Em outras palavras, o novo sistema consegue melhorar os resultados da análise ao incluir os dados acústicos da intervenção do laser a partir de uma amostra muito pequena e em tempo real. "Demonstramos pela primeira vez que a onda acústica gerada pelo laser na amostra pode ser usada para criar um descritor estatístico e melhorar a capacidade do LIBS para diferenciação de rochas", Javier Laserna, pesquisador da Universidade de Málaga e um dos autores do artigo, conta a Fundación Descubre.

Cozinha de fusão com LIBS

O LIBS é amplamente utilizado pela comunidade científica para determinar a composição de rochas, minerais e solos sob diferentes condições devido ao seu alto desempenho, rapidez e confiabilidade. No entanto, os especialistas deram um passo adiante ao avaliar simultaneamente a entrada de resposta acústica fornecida pelos plasmas induzidos por laser. Desta forma, eles são capazes de identificar amostras geológicas com muito mais precisão.

Especificamente, os pesquisadores selecionaram dois grupos de minerais, seis ricos em ferro e seis ricos em cálcio. A hipótese inicial era que a composição elementar deveria gerar espectros LIBS muito semelhantes dentro de cada grupo. Esses elementos são abundantes no sistema solar e foram detectados tanto em meteoritos de origem marciana quanto em materiais analisados ​​no próprio planeta.

O cálcio em particular é um dos principais componentes da formação rochosa, e sua presença e disposição fornecem informações relevantes para o estudo da origem dos planetas Mercúrio, Vênus, Terra e Marte.

O processo de obtenção dos dados LIBS e das respostas acústicas é realizado a partir do mesmo teste, que consiste na aplicação de um laser na amostra. No entanto, as informações que eles fornecem são completamente diferentes. Na LIBS, o sinal vem principalmente de átomos que passaram por um processo de fragmentação, atomização, ionização e excitação. Ou seja, a matéria é transformada em plasma e os átomos são disponibilizados para análise. No caso da informação acústica, a onda é gerada pela expansão do plasma na atmosfera. Portanto, a combinação dos dois fornece informações complementares para extrair novos dados que identificam mais claramente os diferentes elementos e sua disposição.

Este modelo pode ser de grande interesse para a análise de materiais em ambientes complexos, por exemplo, aqueles realizados em outras atmosferas, como explorações de Marte ou em grandes profundidades oceânicas. Os especialistas continuam seus estudos para aprimorar a implementação dessa técnica em ambientes abertos, pois a presença de ecos ou interferências podem alterar o sinal acústico e modificar os valores. Eles também planejam melhorar os dados obtidos na atmosfera de Marte usando microfones mais sensíveis. + Explorar mais

Avanço para espectroscopia de quebra induzida por laser