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科学家扩展空间仪器的能李全夏燕力

天文学与空间 2022-05-08 00:01:09

西南研究所 这张照片展示了有机化学和年代测定实验,一种原位测定样品年代的仪器,精确度可达两千万年

它是由西南搜索研究所的科学家创建的,旨在用于未来的火星任务

信用:由西南研究院提供 西南研究所科学家的一项新研究描述了他们是如何扩展原型航天仪器化学实验有机和定年实验(CODEX)的能力的,该实验是为地外物质的野外定年而设计的

CODEX现在使用两种基于铷-锶和铅-铅年代学方法的不同年代测定方法

该仪器使用激光烧蚀共振电离质谱(LARIMS)获得数据使用这些方法

“法典”的中心目标是更好地理解太阳系年代学中的一些悬而未决的问题,如重流星体轰击的持续时间或火星有多长时间可能适合居住,”SwRI参谋科学家F

领导该仪器开发的斯科特·安德森

“在某种程度上,我们在约会中给了CODEX双眼视觉,”高露洁大学物理学副教授、安德森的CODEX合作者乔纳森·莱文说

“当你可以从两个不同的角度来看某样东西时,无论你是用眼睛还是其他工具,你都可以更深入地观察你正在检查的物体

在测定行星标本或任何岩石的年代时,也是如此

" CODEX的早期版本利用铷到锶的自然放射性衰变作为我们测量样品(通常是地球岩石)形成后经过了多长时间的方法

CODEX继续使用这种测量方法,但现在也能够测量样品中铀自然衰变产生的铅同位素

通过比较铅的两种同位素,可以获得样品年龄的独立估计

安德森说:“有时候,两种年代测定系统显示样本的年龄相同,这种一致让我们有信心理解样本的历史。”

“但有时年代不同,我们了解到岩石的历史比我们想象的更微妙或更复杂

" 安德森和莱文用CODEX的两种年代测定方法测量了六个样本的年龄:一个来自地球,两个来自火星,三个来自月球

莱文说:“这组岩石向我们展示了当CODEX最终飞往火星或月球时,我们可能会遇到的挑战,也向我们展示了CODEX最有可能成功工作的地方。”

“在我们研究的三块来自月球的陨石中,我们在两个案例中重现了已知的年龄,并在第三个案例中发现了比以前报道的这颗陨石年龄要老得多的证据

" 太阳系内部物体的年龄通常是通过计算撞击坑来估计的,假设撞击坑越多的物体存在的时间越长

这些估计也部分地被宇航员在20世纪60年代获得的月球岩石年龄所校准

然而,在宇航员没有探索过的区域,年龄估计可能会有1亿到数十亿年的误差

因此,确定更多样本的年代对我们理解太阳系的年龄至关重要

“约会是一个充满挑战的过程

传统技术不容易适应航天飞行,需要一个相当大的实验室,相当多的工作人员和几个月来确定日期,”安德森说

“CODEX能够以2000-8000万年的精度对来自这些表面的样本进行定年,这足以减少现有的1亿-10亿年的不确定性,并且比其他方法精确得多,其他方法的精度约为3.5亿年

" 科学家们对月球和火星上可能有数百个地点感兴趣,但样品返回任务既昂贵又耗时

出于这个原因,CODEX被设计得足够紧凑,以至于可以集成到航天器中,并可以对样本进行现场定年

安德森说:“这项实验提高了为未来的月球或火星着陆器任务配备一台能够利用两种互补同位素系统的单一测年仪器的前景。”

“这种结合将允许一致性检查,并让我们对行星历史有更细致的了解

"

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