The Potassium‐Argon Laser Experiment ( KA r LE ): In Situ Geochronology for Planetary Robotic Missions

Autor: J. Scott Miller, Zheng Hua Li, Renee A. French, Timothy D. Swindle, Barbara A. Cohen
Rok vydání: 2014
Předmět:
Zdroj: Geostandards and Geoanalytical Research. 38:421-439
ISSN: 1751-908X
1639-4488
DOI: 10.1111/j.1751-908x.2014.00319.x
Popis: Geochronology is a fundamental measurement for planetary samples, providing global and solar system context for the conditions prevailing on the planet at the time of major geological events. The potassium (K)-Argon (Ar) laser experiment (KArLE) will make in situ noble gas geochronology measurements aboard planetary robotic missions such as rovers and landers. Laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) is used to measure the K abundance in a sample and to release its noble gases; the evolved Ar is measured by mass spectrometry, and relative K content is related to absolute Ar abundance by sample mass, determined by optical measurement of the ablated volume. This approach allows K and Ar to be measured on identical volumes multiple times to create an isochron, which improves the age determination and reveals irregularities in the rock if they exist. The KArLE technique measures a whole-rock K-Ar age with 10% uncertainty or better for rocks 2 Ga or older, sufficient to resolve the absolute age of many planetary samples. The LIBS–mass spectrometry approach is attractive because the analytical components have been flight-proven, do not require further technical development and provide essential measurements (complete elemental abundance, evolved volatile analysis, micro-imaging) as well as in situ geochronology. La mesure geochronologique est fondamentale pour les echantillons planetaires, fournissant le contexte a la fois global et du systeme solaire pour les conditions qui prevalent sur la planete au moment des grands evenements geologiques. Le systeme experimental laser Potassium (K) -Argon (Ar) (KArLE) fera des mesures geochronologiques in situ de gaz rares a bord de missions robotiques planetaires tels que les « rovers » et « landers ». La spectroscopie sur plasma induit par laser (LIBS) est utilisee pour mesurer l'abondance du K dans un echantillon et pour liberer les gaz rares qu'il contient; l'Ar evolue est mesuree par spectrometrie de masse, et la teneur relative en K est liee a l'abondance absolue de l'Ar par la masse de l'echantillon, determinee par la mesure optique du volume ablate. Cette approche permet de mesurer K et Ar pour des volumes identiques et ceci a plusieurs reprises afin d'obtenir une isochrone, ce qui ameliore la determination de l'âge et revele des heterogeneites dans la roche, si elles existent. La technique KArLE mesure un âge K-Ar sur roche totale avec 10% d'incertitude voire mieux pour des roches vieilles de 2 Ga ou plus, ce qui est suffisant pour contraindre l'âge absolu de nombreux echantillons planetaires. L'approche spectrometrie de masse-LIBS est attrayante parce que les composants analytiques ont ete eprouve en vol, ne necessitent pas de nouveaux developpements techniques et fourniront les donnees essentielles (abondance elementaire complete, analyse des volatils evolues, micro-imagerie) ainsi que les mesures geochronologiques in situ.
Databáze: OpenAIRE
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