|
Новый метод анализа минералов в земных и марсианских атмосферных условиях
|
|
|
|
Исследовательская группа из Университета Малаги подтвердила использование системы для более точного обнаружения соединений в горных породах путем объединения различных типов данных, полученных с помощью одной и той же лазерной технологии, которая позволяет получать немедленную информацию из небольших образцов. Исследования проводились в лаборатории, моделирующей атмосферные условия Земли и Марса. Технология, используемая для улучшения определения атомного состава горных пород, известная как спектроскопия лазерного пробоя (LIBS), состоит в излучении светового луча, который преобразует состояние вещества из твердого в плазменное. Всего за одну миллионную долю секунды система улавливает излучение элементов, составляющих образец.
|
|
|
|
Одновременно с изменением вещества возникает акустическая волна от детонации минерала. Эксперты, участвовавшие в этом исследовании, объединили спектральную информацию и информацию, полученную при распространении звука, для получения более надежных данных. В статье «LIBS-акустическая схема синтеза среднего уровня для дифференциации минералов в земных и марсианских атмосферных условиях», опубликованной в журнале Analytical Chemistry, эти эксперты подтверждают, что эта модель для анализа материалов обеспечивает лучшее определение соединений за меньшее время. и в масштабе анализа, приближающемся к аттограмме, то есть массе, эквивалентной массе вируса.
|
|
|
По сравнению с результатами, полученными с помощью LIBS или набора акустических данных отдельно, результаты новой системы улучшают информацию с 90 % и 77 % соответственно до 92 % для атмосферных условий Земли и с 85 % и 81 % до 89 % для условий атмосферы Земли. Марс. Другими словами, новой системе удается улучшить результаты анализа за счет включения акустических данных лазерного вмешательства из очень маленького образца и в режиме реального времени. «Мы впервые демонстрируем, что акустическая волна, генерируемая лазером на образце, может использоваться для создания статистического дескриптора и улучшения возможностей LIBS для дифференциации горных пород», — говорит Хавьер Лазерна, исследователь из Университета Малаги и один из авторов статьи, сообщает Fundacion Descubre.
|
|
|
|
LIBS широко используется научным сообществом для определения состава горных пород, минералов и почв в различных условиях из-за его высокой производительности, оперативности и надежности. Однако эксперты пошли еще дальше, одновременно оценив входной акустический отклик, обеспечиваемый лазерно-индуцированной плазмой. Таким образом, они могут гораздо точнее идентифицировать геологические образцы. В частности, исследователи выбрали две группы минералов, шесть богатых железом и шесть богатых кальцием. Первоначальная гипотеза заключалась в том, что элементный состав должен генерировать очень похожие спектры LIBS в каждой группе. Эти элементы широко распространены в Солнечной системе и были обнаружены как в метеоритах марсианского происхождения, так и в материалах, проанализированных на самой планете. Кальций, в частности, является одним из основных компонентов горных пород, и его присутствие и расположение дают важную информацию для изучения происхождения планет Меркурий, Венера, Земля и Марс.
|
|
|
|
Процесс получения данных LIBS и акустических откликов достигается с помощью одного и того же теста, который заключается в воздействии лазера на образец. Однако информация, которую они дают, совершенно разная. В LIBS сигнал исходит в основном от атомов, подвергшихся процессам фрагментации, атомизации, ионизации и возбуждения. Другими словами, материя превращается в плазму, а атомы становятся доступными для анализа. В случае акустической информации волна генерируется разлетом плазмы в атмосфере. Таким образом, их комбинация обеспечивает дополнительную информацию для извлечения новых данных, которые более четко идентифицируют различные элементы и их расположение.
|
|
|
|
Эта модель может представлять большой интерес для анализа материалов в сложных условиях, например, в других атмосферах, таких как исследования Марса или на больших глубинах океана. Эксперты продолжают свои исследования по усовершенствованию реализации этой техники в открытых условиях, поскольку присутствие эха или помех может изменить акустический сигнал и изменить значения. Они также планируют улучшить данные, полученные в атмосфере Марса, за счет использования более чувствительных микрофонов.
|
|
|
|
Источник
|
