Een nieuwe studie door wetenschappers van het Southwest Research Institute beschrijft hoe ze de mogelijkheden van het prototype ruimtevluchtinstrument Chemistry Organic and Dating Experiment (CODEX) hebben uitgebreid. ontworpen voor veldgebaseerde datering van buitenaardse materialen. CODEX gebruikt nu twee verschillende dateringsbenaderingen op basis van rubidium-strontium- en lood-loodgeochronologiemethoden. Het instrument maakt gebruik van laserablatieresonantie-ionisatiemassaspectrometrie (LARIMS) om data te verkrijgen met behulp van deze methoden.

"Het centrale doel van CODEX is om een ​​aantal van de openstaande vragen van de chronologie van het zonnestelsel beter te begrijpen, zoals de duur van zware meteoroïde bombardementen of hoe lang Mars potentieel bewoonbaar was, " zei SwRI-stafwetenschapper F. Scott Anderson, die de ontwikkeling van het instrument leidt.

"Op een manier, we hebben CODEX binoculair zicht gegeven bij daten, " zei Jonathan Levine, universitair hoofddocent natuurkunde aan de Colgate University en Anderson's medewerker op CODEX. "Als je iets vanuit twee verschillende perspectieven kunt bekijken, je krijgt een diepere kijk op het object dat je onderzoekt, of u uw ogen of een ander hulpmiddel gebruikt. Bij het dateren van planetaire exemplaren, of welke steen dan ook, hetzelfde geldt."

Eerdere versies van CODEX maakten gebruik van het natuurlijke radioactieve verval van rubidium tot strontium als maatstaf voor hoeveel tijd er was verstreken sinds het monster, meestal een aardrots, gevormd. CODEX blijft die meetmethode gebruiken, maar is nu ook in staat om loodisotopen te meten die ontstaan ​​door het natuurlijke verval van uranium in een monster. Door twee isotopen van lood te vergelijken, een onafhankelijke schatting van de leeftijd van de monsters kan worden verkregen.

"Soms geven de twee dateringssystemen dezelfde leeftijd aan voor een monster, en de overeenkomst geeft ons het vertrouwen dat we de geschiedenis van het exemplaar begrijpen, Anderson zei. "Maar soms zijn de leeftijden het oneens, en we leren dat de geschiedenis van de rots genuanceerder of complexer was dan we dachten."

Anderson en Levine gebruikten de twee dateringsmethoden van CODEX om de leeftijd van zes monsters te meten:een van de aarde, twee van Mars, en drie van de maan.

"Deze reeks rotsen toonde ons de soorten uitdagingen die we waarschijnlijk zullen tegenkomen wanneer CODEX uiteindelijk naar Mars of de maan mag vliegen, en laat ons ook zien waar CODEX het meest waarschijnlijk succesvol zal werken, Levine zei. "Onder drie meteorieten van de maan die we bestudeerden, we reproduceerden de bekende leeftijden in twee gevallen, en vond bewijs in het derde geval voor een veel oudere leeftijd dan eerder is gemeld voor deze meteoriet."

De leeftijden van objecten in het binnenste zonnestelsel worden gewoonlijk geschat door inslagkraters te tellen, met de veronderstelling dat objecten met meer kraters al langere tijd bestaan. Deze schattingen zijn ook gedeeltelijk gekalibreerd door de leeftijden van maanstenen die in de jaren zestig door astronauten werden verkregen. Echter, in gebieden die niet door astronauten zijn verkend, de leeftijdsschattingen kunnen 100 miljoen tot miljarden jaren verkeerd zijn. Dus, het dateren van meer monsters is van cruciaal belang voor ons begrip van de ouderdom van het zonnestelsel.

"Daten is een uitdagend proces. Traditionele technieken zijn niet gemakkelijk aan te passen aan ruimtevluchten, een groot laboratorium nodig hebben, aanzienlijk personeel en enkele maanden om een ​​datum te bepalen, Anderson zei. "CODEX kan monsters van deze oppervlakken dateren met een nauwkeurigheid van ±20-80 miljoen jaar, meer dan voldoende om de bestaande onzekerheden van 100-1000 miljoen jaar te verminderen, en aanzienlijk nauwkeuriger dan andere methoden, die een nauwkeurigheid hebben van ongeveer ± 350 miljoen jaar."

Er zijn mogelijk honderden sites op de maan en Mars waar wetenschappers in geïnteresseerd zijn om te daten, maar voorbeeldretourzendingen zijn duur en tijdrovend. Om deze reden, CODEX is ontworpen om compact genoeg te zijn om in een ruimtevaartuig te worden ingebouwd en kan ter plaatse datering van monsters uitvoeren.

"Dit experiment verhoogt het vooruitzicht om een ​​toekomstige landermissie naar de maan of Mars uit te rusten met een enkel dateringsinstrument dat in staat is om twee complementaire isotopensystemen te exploiteren, Anderson zei. "Deze combinatie zou consistentiecontroles mogelijk maken en ons een meer genuanceerd begrip van de planetaire geschiedenis geven."