Ny teknik muliggør mineralidentifikation af dyrebare antarktiske mikrometeoritter

Sammensætningen af ​​antarktiske mikrometeoritter og andre små, men dyrebare klipper, såsom dem fra rummissioner - er virkelig svær at analysere uden noget prøvetab. Men en ny teknik skulle gøre det lettere, billigere og hurtigere at karakterisere dem og samtidig bevare mere af prøven. Resultaterne blev offentliggjort i det peer reviewede tidsskrift Meteoritik og planetarisk videnskab den 21. maj.

Omkring 40, 000 tons mikrometeoritter, mindre end en millimeter i diameter, bombardere jorden hvert år. At analysere sammensætningen af ​​denne type kosmisk støv kan potentielt afsløre mange hemmeligheder om udviklingen af ​​vores solsystem. De lander overalt på planeten, men vi kan ikke skelne dem fra almindeligt støv. Antarktiske mikrometeoritter (AMM'er) er specielle, fordi dette renere miljø gør dem nemmere at skelne - men fordi Antarktis er et fjerntliggende og udfordrende sted, AMM-prøver er meget værdifulde.

En af de vigtigste teknikker, der bruges til at identificere sammensætningen af ​​et materiale, røntgendiffraktion, afhænger hovedsageligt af brugen af ​​røntgenstråler produceret på laboratorier med synkrotroner, en type partikelaccelerator, hvilket er dyrt og ikke altid praktisk.

Denne metode er også udfordrende, hvis som det er almindeligt i tilfælde af AMM'er, forskere har kun en meget lille prøve af det materiale, der skal undersøges, og ønsker at undgå betydeligt prøvetab.

Imidlertid, forskere fra Japans National Institute of Polar Research har nu anvendt en anden – og faktisk ret gammel – teknik på sådanne objekter, hvilket åbner mulighed for meget mere bekvem og billigere identifikation af dem, end der tidligere har været tilgængelig, og samtidig bevare mere af prøven.

I slutningen af ​​1960'erne, et Gandolfi røntgendiffraktionskamera, der kunne rotere på to akser, begyndte at blive brugt inden for røntgenkrystallografi, den eksperimentelle videnskab at undersøge materialer via bestemmelse af molekylstrukturen af ​​de krystaller, mange materialer er lavet af.

"Der er en håndfuld forskellige røntgendiffraktionsteknikker, herunder brug af et vakuumrør, der omdanner elektrisk energi til røntgenstråler, " siger Naoya Imae Ph.D., en forsker, der arbejdede på at anvende Gandolfi røntgendiffraktionsmetoden på mikroprøver, "men en Gandolfi-opsætning er bare meget nemmere at bruge og meget hurtigere."

Indtil nu, Gandolfi-opstillingen var ikke blevet brugt meget til identifikation af mikrometeoritter.

Forskerne tilsluttede et Gandolfi-system til et røntgendiffraktometer, der for nylig var blevet leveret til National Institute of Polar Research, og testede deres opsætning på meget små stenprøver (0,2-0,8 mm), der indeholdt olivin og pyroxen, to mineraler, der er vigtige for identifikation af stenede meteoritter.

Opsætningen fungerede bedst med stenprøver i form af pulvere frem for 'bulk' agglomerationer af korn af mineralske krystaller.

Med testen på kendte stenprøver vist sig at være vellykket, forskerne ønsker nu at anvende teknikken på faktiske AMM'er og prøver taget af Hayabusa 2-missionen fra jordnær asteroide 162173 Ryugu, der forventes at vende tilbage til Jorden senere i år.