Скотт Андерсон, учёный из Юго-Западного исследовательского института в Боулдере (Колорадо, США), разрабатывает новый метод датировки пород с поверхности иных планет.
Благодаря нему будущие марсоходы, возможно, смогут оценивать возраст марсианских пород прямо на Красной планете.
Датировка внеземного грунта делалась лишь для материала, происходящего из девяти точек — шести посадочных площадок «Апполонов» и трёх локаций посадки и забора образцов советскими роботизированными миссиями. Но как быть с Марсом, не говоря уже о Венере и прочих Европах и Титанах? Отправка такой миссии в столь отдалённые области Солнечной системы исключает получение оттуда грунта. Это путешествия в один конец. Установить на марсоход портативную лабораторию, позволяющую достоверно определять возраст тех или иных образцов? При существующем датирующем оборудовании это невозможно. Ведь и на Земле этот процесс требует сверхсерьёзной техники и месяцев труда. Впрочем, г-н Андерсон уверяет, что дело можно ускорить.
Сам прибор пока довольно велик, но разработчик надеется уменьшить его в несколько раз за счёт использования более компактных лазеров и масс-спектрографа. (Фото Matt Nager.)
Поясним: хотя теоретические методы датировки у «геохронометра» Скотта Андерсона те же, что используются сейчас, методика совершенно другая. Для определения возраста пород изучается соотношение между рубидием-87 и продуктом его радиоактивного распада стронцием-87 (период полураспада которого — 48,8 млрд лет). Сегодня образец этого минерала разрушается почти до пыли (часто вручную), затем растворяется в сильной кислоте и отправляется в катионообменную колонку, где нужные изотопы рубидия и стронция извлекаются из раствора. Полученные частицы высушиваются и идут в масс-спектрометр. Процесс долгий и непростой, «настоящая головная боль», как характеризует его исследователь.
Именно поэтому химик Ларс Борг из Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса так оценивает старания героя заметки: «Мы настроены предельно скептически по отношению к работоспособности этой системы [геохронометра Андерсона]». В собственной лаборатории г-на Борга работают три человека, выдавая на-гора две датировки подобного типа в год.
Что же позволяет Скотту Андерсону надеяться на выполнение за считанные часы на весьма компактном оборудовании того, что стационарные лаборатории делают месяцами?
Испарение — возбуждение электронов — ионизация: таков цикл лазерной обработки атомов стронция и рубидия перед их подачей в масс-спектрограф. (Иллюстрация Scott Anderson / Nature.)
Его геохронометр облучает короткими лазерными импульсами тонкую пластинку отщепа скалистой породы. Сперва испаряется небольшой участок поверхности, создавая облачко атомов и «яму» на месте испарения диаметром в 70 мкм. Тут же второй лазер возбуждает электроны атомов в образованном облачке, причём он настроен так, что электроны возбуждаются только у атомов стронция-87. Третий лазер срывает возбуждённые электроны с атомов, оставляя одни ионы, которые тут же подаются в масс-спектрометр.
Сразу после этого лазер возбуждает электроны в атомах рубидия, всё ещё остающихся в облачке, с которыми происходит то же самое: они становятся ионами и поступают в масс-спектрометр. Процесс повторяется 20 раз в секунду на протяжении двух с половиной минут, после чего лазер перемещается к новому участку на поверхности исследуемого отщепа. Чтобы надёжно определить датировку, г-н Андерсон обычно проверяет около сотни точек, что занимает до полутора дней.
Первые испытания пород земного типа дали датировки с коридором в 130 млн лет для образцов древностью в 2 млрд лет, что вполне достаточно для экспресс-анализа, отмечает разработчик. Он надеется завершить доводку геохронометра во второй половине этого года. После чего учёный предоставит установку для тестирования НАСА, которое уже выразило заинтересованность в подобном приборе.
Подготовлено по материалам http://science.compulenta.ru/696595/ .
