Sechs-Wellenlängen-Spektroskopie kann neue Details der Oberfläche der Venus liefern

Sechs-Wellenlängen-Spektroskopie kann neue Details der Oberfläche der Venus liefern

Dieses Bild der Venus setzt sich aus Daten des Magellan-Raumfahrzeugs der NASA und des Pioneer Venus Orbiter zusammen. Bildnachweis: NASA / JPL-Caltech

Ein Trio von Papieren bietet einen neuen Einblick in die Zusammensetzung und Entwicklung der Oberfläche der Venus, die bei hoher Temperatur unter ihrer ätzenden Atmosphäre verborgen ist. Mithilfe der Bildgebung aus dem Orbit mit mehreren Wellenlängen (Sechs-Band-Spektroskopie, die im Rahmen der VERITAS- und EnVision-Missionen angeboten wird) können Wissenschaftler den Eisengehalt der Venusoberfläche abbilden und die allererste geologische Karte.


„Frühere Missionen haben nur eine Wellenlänge abgebildet und 30 Jahre alte topografische Daten verwendet, um die Spektren zu korrigieren. Darüber hinaus basierten sie auf theoretischen Vorstellungen darüber, wie die Spektren der Venus bei sehr hohen Temperaturen aussehen. Die Daten der Vergangenheit waren also alle ziemlich qualitativ “, sagte Darby Dyar, leitender Wissenschaftler am Planetary Science Institute und Autor von drei kürzlich erschienenen Artikeln zu diesem Thema.

Diese Arbeiten basieren auf neuen Daten aus dem Labor für Planetenspektroskopie des Deutschen Instituts für Planetenforschung am Luft- und Raumfahrtzentrum Berlin, wo Dyar mit einem Team zusammenarbeitet, zu dem auch Jörn Helbert gehört, Erstautor von “Ableiten von Eiseninhalten aus vergangenen und zukünftigen Venusoberflächen” Spektren mit neuen Hochtemperatur-Laboremissionsdaten “, die heute in Wissenschaftliche Fortschritte. Dieses Labor ist weltweit einzigartig, da es unter den Bedingungen der Venus Spektren von Gesteinen und Mineralien aufnehmen kann. Die neuen Daten legen den Grundstein für die nächsten geplanten Venus-Missionen, um endlich die verschiedenen Gesteine ​​bestimmen zu können.

Dyar ist der Hauptautor von zwei kürzlich veröffentlichten Artikeln Wissenschaftliche Fortschritte Artikel: „Oberflächenverwitterung auf der Venus: Einschränkungen aus kinetischen, spektroskopischen und geochemischen Daten“ in Ikarus, an dem die PSI-Hauptwissenschaftlerin Elizabeth C. Sklute mitautorin ist, und „Untersuchung des Eisengehalts der Oberfläche der Venus mit die sichtbare Sechs-Band-Spektroskopie im nahen Infrarot aus der Umlaufbahn “, die in erscheint Geophysikalische Forschungsbriefe.

„Wir wissen sehr wenig über die Geologie der Venusoberfläche. Das Wenige, was wir wissen, stammt von sowjetischen Landern aus den 1970er Jahren und Radardaten von der Magellan-Mission, die 1996 endete. Bis vor kurzem gab es keine orbitalspektroskopischen Daten für Venus – wie diese. ist auf anderen Planeten der Fall – weil die Venus mit einer dicken CO-Schicht bedeckt ist2 Wolken. Sichtbares und nahes Infrarotlicht (VNIR) kann diese Wolken nur in einigen sehr kleinen Fenstern im NIR um eine Wellenlänge von 1 Mikron durchdringen “, sagte Dyar.

„Aber jetzt haben wir Gespenster in unserem ‘Venusraum’ bekommen. Wir können diese Daten so abtasten, dass sie mit den Fenstern im CO übereinstimmen2 die Atmosphäre, die ein Orbiter haben könnte “, sagte Dyar.” Es gibt fünf Fenster, in die wir sechs Spektralbänder einfügen können – das von Venus Express verwendete und fünf weitere. Ein von uns entworfenes Sechs-Fenster-Spektrometer wird für zwei Missionen angeboten: die von den USA geführte VERITAS-Mission und die ESA-Mission namens EnVision.

„Mit den neuen Labordaten können wir Algorithmen für maschinelles Lernen entwickeln, mit denen der Eisengehalt von Oberflächengesteinen aus der Umlaufbahn mit hoher Genauigkeit gemessen werden kann. Dies ist wichtig, da die Hauptarten magmatischer Gesteine ​​unterschiedliche Eisengehalte aufweisen, sodass wir Basalt, Andesit, Dacit und Rhyolithe auf der Oberfläche unterscheiden können. Die Kenntnis der Gesteinsarten hilft uns zu verstehen, wie sich die Oberfläche der Venus entwickelt hat “, sagte sie.

“Unser Artikel” Science Advances “” validiert “die neuen Labordaten im Wesentlichen, indem er zeigt, dass sie Spektren entsprechen, die von sowjetischen Landern in den 1970er Jahren an der Oberfläche aufgenommen wurden. Sie ermöglichen es uns auch, den Eisengehalt von Basalten an zwei von ihnen zu messen diese sowjetischen Landeplätze. und lieferte moderne chemische Daten für bisher unbekannte Gesteine ​​“, sagte Dyar.

“Das Geophysikalische Forschungsbriefe Der Artikel zeigt expliziter, wie wir den FeO-Gehalt der Oberflächengesteine ​​der Venus nur anhand der in diesen sechs Spektralbändern enthaltenen Informationen bestimmen können. Wenn diese Missionen ausgewählt werden, können wir anhand des FeO-Gehalts der Gesteine ​​eine geologische Karte der Oberfläche der Venus aus der Umlaufbahn erstellen “, sagte Dyar. Und der Ikarus-Artikel befasst sich mit dem jüngsten Vulkanismus auf der Oberfläche der Venus und legt nahe, dass sich die Oberfläche der Venus im Gegensatz zu früheren Arbeiten unter anderen Bedingungen als der Venus in ihrer ätzenden Atmosphäre überraschend langsam verändert. Dies bedeutet, dass die Oberfläche nicht mit einem einzigen Mineral beschichtet wird, wie frühere Arbeiten vorgeschlagen haben. Unser Artikel gibt Schätzungen darüber, wie schnell sich die Oberfläche ändert, und schränkt wiederum das Alter der Oberfläche der Venus ein. “”


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Mehr Informationen:
“Ableiten des Eisengehalts aus vergangenen und zukünftigen Venusoberflächenspektren mit neuen Hochtemperatur-Laboremissionsdaten” Wissenschaftliche Fortschritte (2021). progressive.sciencemag.org/lookup… .1126 / sciadv.aba9428

“Untersuchung des Oberflächeneisengehalts der Venus mit Sechs-Band-Spektroskopie im sichtbaren nahen Infrarot vom Orbit”, Geophysikalische Forschungsbriefe (2020). DOI: 10.1029 / 2020GL090497

Zitat: Sechs-Wellenlängen-Spektroskopie bietet möglicherweise neue Details zur Venusoberfläche (2021, 15. Januar) Abgerufen am 16. Januar 2021 von https://phys.org/news/2021-01-six-wavelength-spectroscopy -surface-venus.html

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