Efectos de la temperatura en las características de absorción mineral detectadas remotamente

La reflectancia espectral de laboratorio de silicatos máficos se ha medido en un rango de temperatura característico de los objetos del sistema solar para estudiar la variación de las bandas de absorción mineral diagnósticas. Esta información se ha vuelto cada vez más importante con las recientes mejoras en la calidad de los datos planetarios detectados remotamente y el aumento concurrente en la sofisticación de las técnicas de análisis espectral cuantitativo y cualitativo. En este estudio, se obtuvieron espectros de reflectancia en el rango visible y cercano al infrarrojo (0.4–2.5 μm) de piroxenos y olivino sobre un rango de temperatura de muestra de 80–448 K. Estos son los primeros datos de reflectancia publicados para estos minerales a temperaturas significativamente inferiores a la ambiental (≈300 K). Además, la radiación térmica emitida desde las muestras a temperaturas elevadas fue efectivamente removida, revelando por primera vez el comportamiento de reflectancia a alta temperatura de los piroxenos en la región espectral diagnóstica de 2 μm. Como se esperaba por consideraciones físicas básicas, las absorciones del campo cristalino de Fe 2+ en todas las muestras se vuelven más estrechas al disminuir la temperatura. Los tres componentes de la banda compuesta de olivino centrada cerca de 1 μm se resuelven mejor a medida que disminuye la temperatura y muestran cambios en la fuerza de absorción relativa. Sin embargo, no hay un desplazamiento significativo de longitud de onda del mínimo de reflectancia del olivino. Tanto los espectros de ortopiroxeno como los de clinopiroxeno muestran cambios dramáticos en la simetría de las bandas con la temperatura, con el mayor cambio en el borde de longitud de onda más larga. A pesar de estos cambios significativos en la forma, se observa poco o ningún cambio en la posición de longitud de onda de los mínimos de reflectancia de las absorciones de piroxeno cerca de 1 μm. Las absorciones de piroxeno de “2 μm”, en contraste, demuestran cambios importantes en los mínimos de reflectancia pero en diferentes direcciones. En los espectros de ortopiroxeno, la banda se desplaza a longitudes de onda más largas con el aumento de la temperatura, mientras que en los espectros de clinopiroxeno, la banda se desplaza a longitudes de onda más cortas. Este comportamiento resulta en una diferenciación espectral significativamente mejorada de los componentes de ortopiroxeno y clinopiroxeno en una mezcla (como un basalt) a temperaturas reducidas. La aplicación de los resultados presentados aquí a las técnicas de caracterización mineral por detección remota actualmente en uso para la determinación de la composición de piroxeno puede proporcionar una mejora moderada en las interpretaciones cuantitativas: del 5 al 20 % en peso de FeO para los ortopiroxenos y ±5 % en peso de CaO para los clinopiroxenos dependiendo de la temperatura de la superficie planetaria.