從明朝的萬(wàn)戶(hù)飛天，到前蘇聯(lián)的宇航員尤里·加加林登上太空，再到如今的天問(wèn)一號火星探測。人類(lèi)對宇宙的探索從未停止，始終激發(fā)著(zhù)我們的好奇心和無(wú)限想象力。
宇宙，是一個(gè)神秘而廣袤的領(lǐng)域，它孕育著(zhù)無(wú)數的星球、星系和星云，仿佛是一個(gè)巨大的宇宙圖書(shū)館，等待著(zhù)我們去閱讀其中的每一頁(yè)。
火星，與地球相似度極高，具有相似的地貌環(huán)境、大氣環(huán)境和季節變化，都擁有衛星和環(huán)形山。在太陽(yáng)系內被認為是除了地球之外，第二個(gè)最適合人類(lèi)居住的星球。
眾多的科幻影視作品中有不少涉及到火星，實(shí)際上火星也是人類(lèi)對地外星球探索的一個(gè)重點(diǎn)。隨著(zhù)科技的發(fā)展和進(jìn)步，人類(lèi)對火星探索的技術(shù)也在升級，今天推薦給大家的文章就與此相關(guān)。
ASD Fieldspec 4地物光譜儀在了解火星表面斜長(cháng)石VNIR特征方面的應用
衛星上的遙感儀器有助于了解行星表面的地質(zhì)情況?；鹦沁b感任務(wù)以前利用火星全球勘測者、火星軌道相機、MGS火星軌道激光高度計、火星快車(chē)高分辨率立體相機和火星奧德賽熱輻射成像系統等設備發(fā)現了水流特征，而利用火星快車(chē)觀(guān)測站光譜成像儀探測到了水合礦物。最近，火星勘測軌道飛行器上的緊湊型勘測成像光譜儀在可見(jiàn)光-近紅外（VNIR）范圍內檢測到了火星表面的斜長(cháng)石特征?；鹦潜砻嫘遍L(cháng)石的檢測引發(fā)了對行星上運作的基本過(guò)程問(wèn)題的思考，這些特征的確切起源（即含長(cháng)石巖石的性質(zhì)）對理解火星的形成和演化具有明顯不同的意義。
之前基于可見(jiàn)光-近紅外反射光譜研究了富含鈣長(cháng)石的斜長(cháng)巖粉末，研究表明，當斜長(cháng)石長(cháng)石結構中包含亞鐵（Fe2+）時(shí)，可以檢測到斜長(cháng)石。在對二元粉末混合物進(jìn)行的研究中發(fā)現，當添加了10%或更多的鎂鐵質(zhì)礦物時(shí)，不再可見(jiàn)斜長(cháng)石的光譜特征。根據這些研究，巖石組成中至少需要90%的斜長(cháng)石含量，才能在總巖石光譜上顯示出其獨特的光譜特征。然而，使用大型斜長(cháng)石和輝石晶體的二元混合物進(jìn)行的另一項研究表明，可能需要高達50%的鎂鐵質(zhì)礦物來(lái)掩蓋斜長(cháng)石的光譜特征，研究者的關(guān)鍵觀(guān)點(diǎn)是，長(cháng)石的組成及巖石中顆粒的大小都會(huì )影響斜長(cháng)石的光譜特征和可檢測性。因此，對整塊巖石的分析似乎非常重要，除了之前對粉末和顆粒的二元混合物的研究外，還可以與火星遙感觀(guān)測進(jìn)行比較(其觀(guān)測顯示出類(lèi)似斜長(cháng)石的特征)。
基于此，本研究的目標是確定是否可以在未破碎的含斜長(cháng)石的陸地巖漿巖(從鎂鐵質(zhì)到長(cháng)英質(zhì))中檢測到如在火星上觀(guān)察到的斜長(cháng)石的光譜特征(1.3 μm吸收帶)。
在本研究中，來(lái)自洛林大學(xué)巖相學(xué)和地球化學(xué)研究中心和克萊蒙特奧弗涅大學(xué)巖漿和火山實(shí)驗室的一組研究團隊，①選擇了五個(gè)不同地理來(lái)源含長(cháng)石的宏觀(guān)巖石樣品（均是火山或深成巖），分別是NJ2（英安巖）、NJ11（花崗巖）、NM6（斜長(cháng)巖)、NR1（玄武巖）和NR2（玄武巖）。②通過(guò)光學(xué)顯微鏡觀(guān)察，了解樣品顯微結構和礦物組成。通過(guò)地球化學(xué)分析，確定元素含量。通過(guò)化學(xué)成分的映射分析，觀(guān)察不同礦物的分布情況。此外，還進(jìn)行了長(cháng)石礦物化學(xué)成分的定量分析。③獲取樣品的光譜反射率（ASD Fieldspec 4地物光譜儀）和高光譜圖像。④對光譜數據進(jìn)行歸一化處理等，使用ENVI軟件進(jìn)行化學(xué)成分的分析和礦物分類(lèi)。并與美國地質(zhì)調查局（USGS）的參考光譜庫進(jìn)行比對，識別礦物特征。⑤分析長(cháng)石礦物的化學(xué)成分和光譜特征之間的相關(guān)性，探討長(cháng)石的光譜特征與其組成的關(guān)系。并討論樣品中顆粒大小和伴生礦物對長(cháng)石光譜特征的影響。⑥總結研究結果，并對火星上的長(cháng)石特征進(jìn)行討論和解釋。
結果
用電子探針顯微分析儀對5個(gè)含長(cháng)石的宏觀(guān)樣品的薄片進(jìn)行點(diǎn)分析的結果
5種含長(cháng)石樣品的反射光譜，連續去除前(a)后(b)
結論
本研究使用光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡（SEM）、電子探針顯微分析（EPMA）和反射光譜（點(diǎn)光譜儀和高光譜相機）對五個(gè)含長(cháng)石的宏觀(guān)樣品進(jìn)行了分析。對樣品進(jìn)行了光譜、巖石學(xué)和地球化學(xué)表征，以詳細描述樣品，并試圖將其近紅外光譜特征與其中一種斜長(cháng)石聯(lián)系起來(lái)。結果表明，盡管這些宏觀(guān)樣品中斜長(cháng)石的含量不同(約 30% ~ 80%)，但在它們的近紅外光譜上仍然可見(jiàn)斜長(cháng)石的吸收帶，但在相應的粉末樣品中不一定可見(jiàn)。使用高光譜相機對礦物類(lèi)平均光譜進(jìn)行分析，證實(shí)了在1.3 μm附近觀(guān)測到的特征與斜長(cháng)石礦物有關(guān)，盡管橄欖石或黑云母等伴生礦物往往會(huì )重疊并影響總巖石光譜中產(chǎn)生的信號。
將該吸收帶的位置與斜長(cháng)石的化學(xué)成分進(jìn)行了比較，更準確地說(shuō)，將其與鐵和鈣長(cháng)石的含量進(jìn)行了比較。結果表明，FeO和An含量與斜長(cháng)石吸收帶中心位置之間存在相關(guān)性，通常隨著(zhù)An含量的增加而增加（除在先前研究中提到的拉長(cháng)石外）。為了更準確地理解這些趨勢，還需要對更大規模的樣本進(jìn)行實(shí)驗室分析。研究結果還表明，在解釋斜長(cháng)石的VNIR光譜特征時(shí)，必須考慮到粒度、斜長(cháng)石組成和相關(guān)伴生礦物，這一發(fā)現有助于理解最近在火星上發(fā)現的礦物。
總之，研究人員對地球上的樣品進(jìn)行了多種分析方法的綜合研究，以深入理解長(cháng)石的光譜特征，這對于解釋火星上的長(cháng)石特征具有重要意義，這些特征可能對應于一系列含長(cháng)石的巖石，因此可以提供有關(guān)火星地殼形成的信息，并為火星上的礦物研究提供了重要參考。
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