Danske forskere kan datere Mars-prøver
ESA har bedt forskere ved Risø DTU om at udvikle en rum-version af instrument, der kan aldersbestemme geologiske prøver. Instrumentet kan være med til at afsløre om og i så fald hvornår, der har været betingelser for liv på Mars.
Har der været vand på Mars samtidig med, at temperaturen har været tålelig for levende organismer? Og i så fald, hvor længe er det siden? Sådan lyder to centrale spørgsmål i rumforskningen, som danske forskere muligvis skal være med til at besvare.
Efter et vellykket forprojekt har den europæiske rumfartsorganisation ESA bedt Afdelingen for Strålingsforskning ved Risø DTU om at gå videre med udviklingen af et daterings-instrument, der kan medbringes på en ubemandet flyvning til Mars.
”Det instrument, vi har udviklet til geologisk brug på Jorden, vejer næsten 80 kilo og fylder som en mælkekasse. Vi skal have instrumentet skrumpet til at veje mindre end 600 gram samtidig med, at det ikke må fylde mere end en mælkekarton,” siger programleder Bent Lauritzen, Risø DTU.
Instrumentet bygger på optisk stimuleret luminescens (OSL). Naturligt forekommende baggrundsstråling kan bringe elektronerne i mange naturligt forekommende mineraler, bl.a. kvarts og feldspat, til at lagres i såkaldte elektron-fælder. I de fleste tilfælde vil de eksiterede elektroner hurtigt afgive deres ekstra energi og falde tilbage til deres naturlige niveau, men i visse niveauer kan elektronerne finde et stabilt leje, hvor de kan forblive i hundredevis af år i eksiteret tilstand. Ved at belyse materialet (optisk stimulation) vil elektronerne falde tilbage til deres grundtilstand, hvilket sker ved udsendelse af et karakteristisk lyssignal (luminescens). Intensiteten af dette lyssignal er et mål for, hvor stor en baggrundsstråling materialet har været udsat for.
Kvarts og feldspat mister samtidig evnen til at udsende luminescens, når de udsættes for lys. Et forhold som kan udnyttes i geologisk datering: Det bliver eksempelvis muligt at tidsfæste, hvornår en dybtliggende aflejring har befundet sig i overfladen. Dengang blev kvarts og feldspat i forekomstens overflade nemlig nulstillet af sollyset. Ved i princippet at dividere den luminescens, materialet er i stand til at afgive i dag, med baggrundsstrålingen pr. år det pågældende sted kan man få et mål for, hvor mange år forekomsten har været begravet.
Risøs OSL-instrument er foreløbigt solgt i 275 eksemplarer, fortrinsvis til geologiske og arkæologiske forskningsinstitutioner verden over.
Det vil tage sin tid at udvikle den skrumpede version af instrumentet og få den accepteret til brug i rumfart, så desværre kan det danske instrument ikke nå at komme med på ESA’s næste planlagte Mars-mission, ExoMars, erkender Bent Lauritzen:
”Instrumentet kan tidligst komme af sted om fem år.”
