Τηλεπισκόπηση και Γεωλογικές Μελέτες των Τοπικών Αποθέσεων Σκούρου Μανδύα στο Φεγγάρι
Από RemoteSensing Wiki
Hawke B.R. and Coombs C.R., Gaddis L.R., Lucey P.G. and Owensby P.D., 1989. Remote Sensing and Geologic Studies of Localized Dark Mantle Deposits on the Moon. Proceedings of the 19th Lunar and Planetary Science Conference, pp. 255-268, 1989. (Copyright 1989, Lunar and Planetary Institute, Houston, provided by the NASA Astrophysics Data System). Πηγή: http://adsabs.harvard.edu/full/1989LPSC...19..255H (5/11/2016)
Οι τοπικές αποθέσεις σκούρου μανδύα (localized lunar dark mantle deposits - LDMD) στη Σελήνη είναι μικρά, λεία τμήματα με μικρή ανακλαστικότητα προερχόμενα από πυροκλαστικά υλικά, τα οποία συνδέονται με κρατήρες ενδογενών πηγών. Αυτές οι αποθέσεις εντοπίζονται σε όλη την ορατή πλευρά της Σελήνης. Κυρίως συγκεντρώνονται γύρω από τις περιμέτρους της μεγάλης βασαλτικής πεδιάδας maria της Σελήνης (Εικόνα 1) (Schultz, 1976, Head and Wilson, 1979, Hawke and Head, 1980, Hawke et al., 1980, Gaddis et al., 1985, Coombs et al., 1988) και στα δάπεδα των μεγάλων κρατήρων Ίμβριας και προ-Ίμβριας ηλικίας (π.χ. > 3.4 δισεκατομμύρια χρόνια). Χαρακτηριστικό των αποθέσεων αυτών είναι το μικρό τους μέγεθος (τυπικά < 250 - 550 km2), ενώ ευθυγραμμίζονται κατά μήκος των ρωγμών του πυθμένα των κρατήρων και γενικά συνδέονται με ανοίγματα μη κυκλικού σχήματος. Ένας μηχανισμός έκρηξης ανάλογος με εκείνον των επίγειων Βουλκάνιων εκρήξεων θεωρείται υπεύθυνος για τις αποθέσεις σκούρου μανδύα (LDMD), σε αντίθεση με τις εκρήξεις τύπου Στρόμπολι ή τις συνεχείς εκρήξεις των περιφερειακών αποθέσεων σκούρου μανδύα. Σε μία Βουλκάνια έκρηξη, η συσσώρευση του αερίου σε ένα καλυμμένο σώμα μάγματος οδηγεί σε εκρηκτική αποσυμπίεση και στην επακόλουθη τοποθέτηση πυροκλαστικών αποθέσεων γύρω από έναν ενδογενή κρατήρα. Αναλύσεις του εγγύς υπέρυθρου φάσματος, πολυφασματικών εικόνων και δεδομένων ραντάρ που λήφθηκαν από 25 αποθέσεις LDMD οδήγησαν στην εξακρίβωση τριών ομάδων LDMD με βάση τη σύστασή τους. Αν και αυτές οι αποθέσεις συνδέονται γεννητικά και παρουσιάζουν πολλές μορφολογικές ομοιότητες, η μελέτη της φασματικής ανακλαστικότητας έδειξε ότι παρουσιάζουν φασματικές διαφοροποιήσεις, και συνεπώς διαφοροποιήσεις και ως προς τη σύστασή τους. Αναγνωρίσθηκαν τρεις διαφορετικές ομάδες με βάση το βάθος, το κέντρο και το συνολικό σχήμα τους στα χαρακτηριστικά απορρόφησής τους στο 1μm (Εικόνα 2).
Η μελέτη των πυροκλαστικών υλικών και αποθέσεων είναι σημαντική για την κατανόηση της φύσης της ηφαιστειακής δραστηριότητας της Σελήνης, η οποία με τη σειρά της χρησιμεύει ως βάση για τη μελέτη της ηφαιστειακής δραστηριότητας άλλων πλανητών (σε πλανήτες που έχει εντοπισθεί ηφαιστειότητα). Το ενδιαφέρον σε αυτές τις πυροκλαστικές αποθέσεις είναι έντονο καθώς μπορεί να αποδειχθούν πηγή για τους πόρους της Σελήνης, όπως ο ιλμενίτης και τα πτητικά (e.g., Head, 1974; Butler, 1978), και ως εκ τούτου σημαντικές για τις μελλοντικές επανδρωμένες αποστολές και τη δημιουργία μίας μόνιμης βάσης στη Σελήνη.
Η ανάλυση δεδομένων τηλεπισκόπησης μπορεί να παρέχει σημαντικές πληροφορίες σχετικά με τη σύνθεση, τη φύση και την επιφανειακή έκταση των αποθέσεων σκούρου μανδύα (LDMD). Συγκεκριμένα, μετρήσεις της φασματικής ανακλαστικότητας μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να αντληθούν γεωχημικές και ορυκτολογικές πληροφορίες από το σεληνιακό έδαφος. Το σεληνιακό φάσμα χαρακτηρίζεται από μία θετική συνεχή κλίση, ή συνολική αύξηση της ανακλαστικότητας προς τα μεγαλύτερα μήκη κύματος. Η «υπογραφή» ενός ορυκτού εμφανίζεται ως ένα υπολειπόμενο χαρακτηριστικό της απορρόφησης που έχει τοποθετηθεί πάνω στο θετικό συνεχές. Η ενέργεια αυτών των καναλιών απορρόφησης (μετρημένη σε μήκη κύματος) προσδιορίζεται από την ηλεκτρονική διαμόρφωση των μεταβατικών ιόντων (π.χ. Fe2+, Fe3+, Ti3+, Ti4+) και από τη γεωμετρία των θέσεων συντονισμού των ορυκτών υποδοχής τους (Burns, 1970a).
Προκειμένου να προσδιορισθεί η σύνθεση και ο τρόπος απόθεσης των LDMD λήφθηκαν φάσματα ανακλαστικότητας στο εγγύς υπέρυθρο για έναν μεγάλο αριθμό αποθέσεων. Αυτές οι θέσεις περιλαμβάνουν τα: Franklin floor deposits (29°N, 48°E), Atlas dark halo craters (45°N, 45°E), Alphonsus dark halo craters (13°S, 4°W), Grimaldi pyroclastics (1°S, 64°W), Vitruvius floor (17°N, 31°E), J. Herschel dark mantle deposit (62°N, 41°W), Archimedes south rim (28°N, 4°W), Rima Fresnel pyroclastics (28°30’N, 4°E), Grüger south flank (17°30’S, 67°W), και οι δύο αποθέσεις σκούρου μανδύα ανατολικά από το Aristoteles (50°N, 21°E και 50°N, 28°E).
Για να παρέχουν λεπτομερείς ορυκτολογικές πληροφορίες για τις αποθέσεις LDMD, τα φάσματα στο εγγύς υπέρυθρο αποκτήθηκαν με τη χρήση του φασματομέτρου αντιμονιούχου ινδίου του Τμήματος Πλανητικών Γεωεπιστημών (Planetary Geoscience Division - PGD) στο Πανεπιστημίο της Hawaii. Το φασματόμετρο μετρά την ένταση σε κάθε ένα από τα 120 κανάλια με μήκος κύματος μεταξύ 0.6 – 2.5 μm διαμέσου ενός περιστρεφόμενου συνεχώς μεταβαλλόμενου ζωνοπερατού φίλτρου (McCord et al., 1981, Bell and Hawke, 1984). Κάθε απόθεση πυροκλαστικών υλικών παρατηρήθηκε δύο ή τρεις φορές, με δύο διαδοχικές σαρώσεις που αθροίζονταν μαζί πριν το φάσμα γραφεί σε κασέτα. Με τον τρόπο αυτό, κάθε φάσμα αντιπροσωπεύει ένα μέσο όρο από τέσσερεις (4) έως έξι (6) μεμονωμένες μετρήσεις. Οι παρατηρήσεις των LDMD πραγματοποιήθηκαν με τρόπο παρόμοιο με αυτό που εφαρμόστηκε από τους Bell and Hawke (1984) για να μελετηθούν οι σεληνιακοί κρατήρες.
Οι περιοχές Apollo 16, Mare Serenitatis και Mare Humorum παρατηρήθηκαν τακτικά προκειμένου να χρησιμοποιηθούν ως πρότυπα. Αυτά τα φάσματα χρησιμοποιήθηκαν για την παρακολούθηση της ατμοσφαιρικής απόσβεσης κάθε νύχτας καθ’ όλη τη διάρκεια της. Διορθώσεις της απόσβεσης έγιναν ακολουθώντας τις μεθόδους των McCord and Clark (1979) και Clark (1980). Αυτές οι μέθοδοι παράγουν φάσματα του λόγου ανάκλασης μεταξύ των μελετώμενων περιοχών και των περιοχών που αποτελούν πρότυπα. Με βάση τους Adams και McCord (1971) η καμπύλη ανακλαστικότητας από το προσεκτικά επιλεγμένο δείγμα εδάφους του Apollo 16, του προτύπου (ή η τυπική) Mare Serenitatis, ή από το πρότυπο Mare Humorum, χρησιμοποιήθηκε για τη μετατροπή των σχετικών φασμάτων σε φασματική ανακλαστικότητα. Για την περαιτέρω διάκριση μεταξύ των φασμάτων και για να τονισθούν οι διαφορές στα χαρακτηριστικά της 1 μm ζώνης απορρόφησης, μία ευθεία συνεχόμενη γραμμή απομακρύνθηκε από κάθε φάσμα. Δεν πραγματοποιήθηκαν θερμικές διορθώσεις για κανένα από τα φάσματα, συνεπώς μπορούν να εμφανίζουν κάποια διακύμανση προς τα μεγαλύτερα μήκη κύματος (> 2.2 μm). Επιπλέον, λήφθηκαν φασματικές εικόνες (0.56μm, 0.40/0.56 μm, 0.90/0.56 μm) για πολλές αποθέσεις LDMD, συμπεριλαμβανόμενων εκείνων που σχετίζονται με τους κρατήρες Franklin, Atlas και J. Herschel.
H εργασία αυτή προσπαθεί να δείξει ότι οι τοπικές αποθέσεις σκούρου μανδύα (localized lunar dark mantle deposits - LDMD) στη Σελήνη είναι περίπλοκες γεωλογικές δομές που χρήζουν περαιτέρω μελέτης και λεπτομερέστερης ανάλυσης. Η τηλεπισκόπηση έχει συμβάλλει σημαντικά στην συγκεκριμένη μελέτη, η οποία δείχνει έναν τρόπο μελέτης άλλων σωμάτων, δορυφόρων ή πλανητών, στο ηλιακό σύστημα.
Πρόσθετες Πηγές
- Wikipedia, «List of maria on the Moon». https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_maria_on_the_Moon (πρόσβαση στις 03/02/2017)
