Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 . Основы мессбауэровской спектроскопии 15
1.1. Физические основы мессбауэровской спектроскопии 17
1.1.1. Форма спектральной линии и естественная ширина линии.. 17
1.1.2. Ядерный резонанс 18
1.1.3. Энергия отдачи 20
1.1.4. Эффект Мессбауэра 21
1.2. Сверхтонкие взаимодействия и параметры мессбауэровских спектров 25
1.2.1. Изомерный сдвиг 25
1.2.2. Электрическое квадрупольное расщепление 27
1.2.3. Магнитная сверхтонкая структура 29
1.3. Основы техники Мессбауэровского эксперимента 32
1.3.1. Мессбауэровский источник 32
1.3.2. Типичный мессбауэровский спектрометр 34
1.4. Обработка и анализ мессба^эровскш^спектров 37
1.4.1. Классический дня{ш5...||аг..,.^,.,^ 37
1.4.2. Эффект «геометрии», косинусоидальное рассеяние 38
1.4.3. Основные железосодержащие минералы 39
Глава 2. Миниатюризированный мессбауэровский спектрометр MIMOS II 42
2.1. Измерительный блок 45
2.1.1. Мессбауэровский источник, коллиматор, защита от излучения 46
2.1.2. Вибратор 47
2.1.3. Детекторная система 48
2.1.4. Блок электроники 49
2.1.5. Температурные измерения 50
2.2. Программное обеспечение 51
2.2.1. Встроенное ПО (firmware) 52
2.2.2. Параметры прибора 53
2.2.3. Система команд 55
2.2.4. Распределение данных в основной памяти 58
2.2.5. Структура данных 59
2.2.6. Схема взаимодействия мессбауэровского спектрометра с компьютером марсохода MER 61
2.2.7. Программное обеспечение для расшифровки данных, переданных на Землю 62
Глава 3. Калибровка и испытания инструмента 65
3.1. Предполетная калибровка 66
3.1.1. Измерения стандартных образцов 66
3.1.2. Калибровочный поглотитель 69
3.1.3. Оптимизация работы детекторов 71
3.2. Полетные испытания 72
3.2.1. Mer-A «Spirit» 72
3.2.2. Mer-B «Opportunity» 74
3.2.3. Первые проверки на поверхности Марса 74
3.3. Калибровка прибора на поверхности Марса 76
3.3.1. Температурно-зависимая калибровка 76
3.3.2. Верификация калибровки. ССТ 78
3.3.3. Уширение линии источника 80
Глава 4. Мессбауэровская спектроскопия поверхности Марса. Первые результаты 82
4.1. Особенности мессбауэровской спектроскопии на поверхности Марса 84
4.2. Mer-A «Spirit». Кратер Гусева 88
4.2.1. Равнинная часть кратера Гусева 90
4.2.2. Камень Mazatzal 93
4.2.3. Грунт 94
4.2.4. Колумбийские холмы 96
4.3. Mer-B «Opportunity». Полуденная равнина 99
4.3.1. Обнаженная порода 101
4.3.2. Сферические конкреции 105
4.3.3. Грунт на Полуденной равнине 111
4.3.4. Bounce Rock 113
4.3.5. Heat Shield Rock 115
4.4. Доступ к базе спектров 119
Глава 5. Другие применения прибора 121
5.1.1. Применение MIMOS II для автоматического мониторинга почв 122
5.1.2. Исследование поверхностных свойств материалов 124
5.1.3. Другие применения 124
Заключение 125
Список литературы 129
- Сверхтонкие взаимодействия и параметры мессбауэровских спектров
- Схема взаимодействия мессбауэровского спектрометра с компьютером марсохода MER
- Особенности мессбауэровской спектроскопии на поверхности Марса
- Применение MIMOS II для автоматического мониторинга почв
Введение к работе
Актуальность темы.
Мессбауэровская спектроскопия является мощным средством для исследования минералогии железосодержащих материалов. Мессбауэровские спектрометры интенсивно использовались для лабораторного анализа образцов лунного грунта и метеоритов (в том числе имеющих марсианское происхождение). Однако до 2004 года ни одна межпланетная экспедиция не имела в составе данных приборов. Эта ситуация изменилась с посадкой на Марсе двух американских марсоходов MER (Mars Exploration Rovers). Аппараты «Spirit" и „Opportunity" содержат в своем составе Миниатюризированный Мессбауэровский Спектрометр (MIMOS II), созданный в университете г. Майнца (Германия) при участии российских специалистов из Института Космических Исследований РАН.
Оба марсохода совершили посадку на поверхности Марса в январе 2004 года и передали на Землю большое число ценной научной информации. Мессбауэровские спектрометры на обоих марсоходах успешно проработали в течение основной миссии (90 марсианских суток) и внесли значительный вклад в определение минералогических особенностей марсианского грунта, указывающих, в частности, на возможность существования воды на поверхности планеты в отдаленном прошлом. На настоящий момент (октябрь 2005 года) срок работы обоих марсоходов превысил 600 марсианских суток и официально продлен до сентября 2006. Оба мессбауэровских спектрометра находятся в рабочем состоянии.
Цели работы
Создание компонентов мессбауэровского спектрометра и тестирование прибора для применения на поверхности Марса.
Всесторонняя предполетная калибровка и проверка прибора.
Наземная поддержка работы мессбауэровских спектрометров на марсоходах «Spirit» и «Opportunity».
Получение и обработка мессбауэровских спектров поверхности Марса.
Научная новизна.
Впервые в истории был создан миниатюризированный мессбауэровский спектрометр, способный автономно работать на поверхности другой планеты, и получены мессбауэровские спектры поверхности Марса в реальных условиях.
Научная и практическая ценность работы.
Создан миниатюризированный мессбауэровский спектрометр для внеземного применения (масса прибора около 500 г., энергопотребление менее 3 Вт., возможность полностью автономной работы). Прибор установлен на марсоходах-близнецах MER, продолжающих работу на поверхности Марса с января 2004 г. Идентифицированы различные железосодержащие минералы, присутствующие на поверхности Марса в местах посадки двух марсоходов: в кратере Гусева (Gusev crater) и на Полуденной равнине (Meridiani Planum). Полученные результаты
свидетельствуют о возможности существования жидкой воды на поверхности Марса в прошлом. Показано, что данный прибор может найти широкое применения для решения ряда научно-технических задач на Земле.
На защиту выносятся:
Разработка и создание компонентов мессбауэровского спектрометра MIMOS П. В частности, разработка программного обеспечения (ПО) прибора для работы на поверхности Марса.
Проведение и результаты предполетных и полетных проверок и калибровок прибора.
Разработка ПО для обработки поступающих на Землю данных.
Результаты работы спектрометра на поверхности Марса в течение 360 локальных суток.
Создание базы марсианских мессбауэровских спектров, доступной всем желающим.
Апробация работы.
Материалы диссертации докладывались на 67-ой ежегодной встречи метеоритного общества (67th Annual Meeting of the Meteoritical Society, 2004, Рио-де-Жанейро, Бразилия), ассамблее Европейского союза геофизиков (European Geosciences Union General Assembly 2005, Вена, Австрия). По материалам диссертации имеется 13 публикаций (из них 7 в реферируемых изданиях).
Объем и структура работы.
Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и двух приложений. Объем диссертации составляет 145 страниц печатного текста, в том числе 124 рисунка, 15 таблиц. Библиография включает 77 наименований.
Сверхтонкие взаимодействия и параметры мессбауэровских спектров
Основными компонентами мессбауэровского спектрометра являются: источник у-излучения, исследуемый образец (поглотитель или рассеиватель, в зависимости от геометрии), вибратор, детектор низкоэнергетичного у-излучения, блок электроники. Источник и образец приводятся в относительное движение. Поглощенные или рассеянные у-кванты регистрируются как функция относительной скорости источника и образца. Схема образования мессбауэровского спектра была представлена на Рис. 1.6.
Радиоактивный распад ядер с избытком протонов происходит либо с испусканием позитронов, либо путем захвата внешнего валентного электрона (К-захват). Со захватывает валентный электрон и образует Fe - самый распространенный мессбауэровский изотоп:
Само же ядро 57Со получается при облучении самого устойчивого изотопа железа Fe56 пучком дейтронов, ускоренных до энергии в несколько МэВ на циклотроне:
Полученное в реакции распада ядро находится в возбужденном состоянии и переходит в основное состояние путем излучения у-квантов (Рис. 1.11). Как показано на схеме, ядро 57Со с периодом полураспада 270 дней путем К-захвата образует ядро Fe . Это ядро снимает возбуждение в два этапа. Основной возбужденный уровень (ml) в 89% случаев переходит на промежуточный уровень (т2), излучая у-квант с энергией 121.9 кэВ, а в 11% случаев переход происходит на основной уровень при излучении кванта с энергией 136.3 кэВ.
Переход с промежуточного уровня на основной сопровождается излучением квантов с энергией 14.4 кэВ — это и есть то излучение, которое ответственно за мессбауэровский эффект. Время жизни возбужденного состояния т2 очень мало и оно накладывает ограничения на неопределенность энергии излучения (на ширину линии).
В результате К-захвата излучаются различные рентгеновские кванты, поскольку появляется вакансия в электронной оболочке атома железа. Вакансия в К-оболочке заполняется электроном из L-оболочки (при этом испускается рентгеновский квант с энергией около 7.1 кэв), а его место занимает электрон из более высокой оболочки. Эти электроны образуют т.н. каскад Оже, который соответствует перестройке электронной оболочки атома железа. Каскад Оже длится примерно 100 мкс и может привести к очень высокому зарядовому состоянию атома Fe . В некоторых молекулярных соединениях процесс Оже вызывает распад молекул и изменения валентного состояния атома железа.
Взаимодействие электронов атомной оболочки с возбужденным ядром может вызвать вылет электрона с энергией Ес, равной разнице между энергией ядерного перехода Et и энергией связи электрона в атоме Ес. Такие электроны, образованные путем подобной внутренней конверсии, приводят к развалу большинства соединений на заряженные компоненты. Когда атом 57Со внедрен в металлическую матрицу (в нашем случае это родий), подобные заряженные компоненты исчезают за времена, которые гораздо меньше 10" с. Это приводит к возникновению одной узкой мессбауеровской линии.
Хотя примерно 89% распадов с уровня 136.3 кэВ в Fe приводит к заселению мессбауэровского уровня 14.4 кэВ, всего при 10% распадов этого нижнего уровня появляются кванты с энергией 14.4 кэВ. В остальных случаях появляются электроны внутренней конверсии и рентгеновские лучи с энергией около 7 кэВ. В принципе можно говорить о мессбауэровском резонансе с верхнего возбужденного уровня (136 кэВ), но из-за высокой энергии у-перехода трудно надеяться на получение излучения или поглощения без достаточно малой отдачи ядра. Поэтому эффект окажется очень малым.
В стандартной мессбауэровской установке спектр набирается следующим образом: вибратор циклично перемещает радиоактивный источник (или образец) по диапазону скоростей, одновременно синхронно считая прошедшие (отраженные) у-кванты. Современный мессбауэровский спектрометр (Рис. 1.12) имеет следующие компоненты: вибратор, генератор развертки и синхронизатор, многоканальный анализатор, система детектирования, источник излучения, изучаемый образец, компьютер. К стандартной установке могут добавляться дополнительные компоненты, такие как криостаты и печи (для проведения температурно-зависимых измерений), магниты, лазеры, различные типы детекторов.
Мессбауэровский источник смонтирован на движущейся оси вибратора и приводится в движение в соответствии с разверткой напряжения. Обычно источник движется с постоянным ускорением (пилообразное изменение скорости). Импульсы, зарегистрированные детектирующей системой, сохраняются в памяти, разделенной поканально (обычно 256, 512 или 1024 каналов). Номер канала синхронизирован с соответствующей мгновенной скоростью источника.
В стандартных лабораторных условиях измеряется прошедшее через образец излучение. Это так называемая геометрия пропускания. Существует и другой метод - геометрия отражения. В этом случае детектируются конверсионные электроны [77], переизлученные у-кванты, рентгеновские кванты. Этот метод удобен тем, что не требуется предварительной подготовки образца.
Стандартная процедура калибровки мессбауэровского спектрометра состоит в измерении образца с хорошо известными мессбауэровскими параметрами. Для Fe37 мессбауэровской спектроскопии стандартом является металлическое железо. Расстояние между «внешними» пиками магнитного секстета, а также позиции самих пиков хорошо известны (расстояние составляет 10.6246 мм/с [44]), что позволяет провести скоростную калибровку вибратора. Для калибровки также иногда используется гематит.
Схема взаимодействия мессбауэровского спектрометра с компьютером марсохода MER
Интерпретация получаемых мессбауэровских спектров невозможна без точной калибровки вибратора по скорости. Для надежности калибровка может быть выполнена тремя способами: Предполетное измерение прибором стандартных образцов (например, металлическое железо ct-Fe) в геометрии обратного рассеивания (во всем диапазоне предполагаемых температур и для различных значений максимальной скорости вибратора); Измерение калибровочного поглотителя, установленного в измерительном блоке в геометрии пропускания. Измерения проводятся одновременно с основным экспериментом. Таким образом, для каждого измерения на поверхности Марса доступна температурно-зависимая калибровка. Этот метод калибровки является основным; Измерение калибровочного образца, установленного на корпусе марсохода (ССТ - Compositional Calibration Target). Этот образец состоит из стехиометрического магнетита, чьи мессбауэровские параметры хорошо известны.
При калибровке прибора следует учитывать условия окружающей среды. В стандартном лабораторном эксперименте по измерению температурных зависимостей мессбауэровских параметров вибратор обычно находится при комнатной температуре и изменяется только температура образца. В нашем же случае как вибратор, так и образец находятся при практически одинаковой температуре. Кроме того, характеристики вибратора меняются при изменении температуры. Учитывая достаточно значительные температурные перепады (до 100 градусов) на поверхности Марса, этот эффект также надо принять во внимание.
Основной задачей предполетной калибровки была проверка работы прибора во всем диапазоне температур. Была проведена калибровка вибратора по скорости. Кроме того, были произведены измерения многих распространенных железосодержащих минералов. Важной частью предполетных измерений была оптимизация работы детекторов во всем диапазоне температур.
К сожалению, при проверке всех компонентов марсоходов в собранном состоянии перед запуском, был обнаружен достаточно неприятный эффект. Кабель, соединяющий измерительный блок с блоком электроники, имел характеристики, отличные от кабеля, предоставленного на лабораторные тестирования. Это привело к несколько нестабильной работе вибратора при низких температурах ( 200 К). Проблема была решена некоторым ухудшением линейности вибратора (особенно это коснулось прибора на втором марсоходе - «Opportunity»). К счастью, определенная нелинейность может быть достаточно легко учтена при обработке - все необходимые данные (сигнал «ошибки» вибратора) доступны для каждого измерения на поверхности Марса.
Измерения проводились в вакуумной камере (Рис. 3.1) в диапазоне температур 150-300 К (охлаждение жидким азотом). Давление составляло 10 мбар (N2). Программное обеспечение, разработанное для камеры, помогало автоматизировать процесс. Обратная связь между температурными датчиками камеры и ПО мессбауэровского спектрометра позволяет проводить измерения в точно заданном диапазоне температур без участия человека. Возможны различные режимы работы: цикличное изменение температуры; пошаговое, с измерением спектров нужного качества на каждом шаге; работа в узком диапазоне с авторегуляцией подачи
Спектр ССТ при комнатной температуре. источник (несколько мКи). Хорошо заметна характерная структура спектра магнетита с двумя частично пересекающимися секстетами. На Рис. 3.3 показан необработанный спектр металлического железа при температуре 170 К. Максимальная скорость вибратора выбирается с помощью соответствующего параметра, который определяет его амплитуду (раздел 2.2.2). Для каждого температурного значения проводились измерения при различных значениях максимальной скорости. Соответственно, было определено соотношение параметра MaxVelocity и реальной максимальной скорости. Как и ожидалось, зависимость имеет линейный характер (Рис. 3.4). Подобная калибровка была проведена для обоих измерительных блоков во всем температурном диапазоне. Стандартное значение параметра
Особенности мессбауэровской спектроскопии на поверхности Марса
На «руке» марсохода (IDD - Instrument Deployment Device), имеющей 5 степеней свободы, расположены приборы для «контактного» анализа образцов (Рис. 4.2). Это альфа-рентгеновский спектрометр (APXS — Alpha Particle Xray Spectrometer), мессбауэровский спектрометр, микро-камера (MI — Microscopic Imager) и прибор для обработки поверхностей камней (RAT — Rock Abrasion Tool).
APXS [55] позволяет определить химический состав грунта и породы. Радиоактивный источник Cm эффективно возбуждает как легкие атомы (например Na, Mg, Al, Si), так и тяжелые (Fe, Ni, Zn, Br). MI [27] позволяет получать снимки поверхности камней и грунта с высоким разрешением ( 30 мкм на пиксель). RAT [21] может удалять до нескольких миллиметров поверхностного вещества с камней и пород (на круговой области диаметром 45 мм). На марсоходах расположены семь магнитов [40] для сбора мелкой магнитной пыли и ряд калибровочных образцов. Для навигационных целей на марсоходах также установлено две навигационные камеры (Navcam) и четыре камеры Hazcam (Hazard avoidance camera).
Основные изначальные критерии успеха миссии были таковы: по-крайней мере, один из марсоходов должен проехать, как минимум, 600 м, все научные инструменты должны получить данные с определенного числа образцов. Первоначальная продолжительность миссии планировалась в 90 марсианских суток. Все критерии были многократно перевыполнены.
В данной главе будут представлены результаты работы мессбауэровских спектрометров на двух марсоходах в течении 360 марсианских суток.
Стандартный диапазон скоростей вибратора составляет примерно ±12 мм/с. Большинство измерений проводились с неизменной скоростью, однако для ряда образцов скорость была уменьшена для лучшего выделения центральных дублетов. Калибровка скорости производилась по спектру поглотителя из металлического железа и гематита (измерения проводились в режиме пропускания одновременно с измерениями исследуемого объекта). Измерения различия между теоретической и фактической скоростями вибратора проводились до и после сбора данных и учитывались при математической обработке спектров. При анализе был также учтен факт изменения поведения вибратора в зависимости от температуры.
Прибор размещен на механической руке [62], которая устанавливает физический контакт между контактной пластиной и поверхностью исследуемого образца. В течение марсианских суток рабочая температура поверхности и прибора может значительно изменяется (190-280 К). Поэтому происходит накопление данных в тринадцати участках памяти, где 11 участков соответствуют диапазону температур между 180 К и 290 К (с интервалом 10 К), один участок соответствует температурам ниже 180 К, а еще один - температурам свыше 290 К. Температура образца измеряется датчиком, расположенным на контактной пластине спектрометра и касавшимся поверхности при сборе информации. Гамма-излучение от источника Со57 (интенсивность на момент посадки около 150 мКи) с энергией 14.4 кэВ попадает на участок образца, имеющий диаметр около 1.5 см. Хотя наряду с этим излучением прибор детектирует и более мягкий конверсионный рентген (6.4 кэВ), большинство приведенных ниже результатов основаны на измерениях только у-квантов с энергией 14.4 кэВ. Эффективная толщина изучаемого образца равна 3 мм для мелкодисперсной пыли и около 0.2 мм для камней/породы [35]. При любой возможности проводились комплексные измерения одного и того же образца с участием всех научных приборов. Особенно высокий эффект достигался при использовании сочетания мессбауэровского спектрометра и APXS.
В начале работы, когда источник еще был достаточно интенсивным, было возможно проводить достаточно короткие измерения (от 30 мин до 2 часов), так называемые touch-and-go, для определения основных железосодержащих фаз. В настоящий момент (сол 550) стандартное время измерения составляет от суток до двух.
В лабораторных условиях набор статистики не является проблемой, однако в условиях продолжающейся ежедневной работы марсохода долгие измерения невозможны или крайне редки. Для увеличения статистики было использовано два подхода. Первый состоял в суммирование данных из различных температурных окон для одного образца. Такой подход хорош, если не наблюдается сильной температурной зависимости мессбауэровских параметров (иначе возможно «размывание» спектра). Альтернативой является суммирование отдельных температурных окон для образцов со сходной минералогией.
При идентификации минералов следует учитывать тот факт, что большинство температурных измерений в лаборатории проводится на установках, где источник находится при комнатной температуре, а меняется только температура образца. Из-за этой температурной разницы наблюдается зависимость изомерного сдвига от температуры. В марсианских же условиях источник и образец находятся при примерно одинаковых температурах (разница может составлять около 5 К), и зависимость изомерного сдвига от температуры не наблюдается, что хорошо видно на калибровочных спектрах, полученных с поверхности Марса (они представлены в главе 3). Это позволяет использовать лабораторные данные, полученные при комнатной температуре.
Применение MIMOS II для автоматического мониторинга почв
Идентификация секстета как гематита подтверждается не только значениями его параметров, но и их температурной зависимостью. Картина изменения положения пиков секстета гематита (Рис. 4.46) в зависимости от температуры аналогична спектрам от всех содержащих гематит объектов наблюдения на Полуденной равнине. Вертикальные штрихованные линии проведены через максимумы пиков для пиков 1,2,5 и 6 гематитового секстета в температурном интервале 250-260 К. За исключением пика 5, максимум которого сохранился при той же скорости, при низких температурах (200-210 К) максимумы сдвигаются в сторону более низких скоростей (пики 1 и 2) и более высоких скоростей (пик 6) по отношению к их положению для более высоких температур. Такое поведение является признаком перехода Морина в гематите, который имеет место при температуре около 260 К в химически чистом и хорошо кристаллизованном гематите. Многие примеси, включая алюминий, низкая степень кристаллизации и небольшие диаметры частиц понижают температуру перехода Морина и увеличивают интервал температур, в котором он происходит. Температурные зависимость квадрупольного сдвига AEQ ДЛЯ гематита в конкрециях представлены на B048_BerryBowl_Moessberry — несколько слоев создают сложную картину, которую трудно разрешить с высокой точностью для каждого температурного окна из-за недостатка статистики (под секстетом гематита от конкреций «спрятан» гематит от обнаженной породы, которые «размывает» спектр). Спектр B222_Berrysurvey_Cluster3 лишен этого недостатка и дает более точную информацию о гематите в конкрециях. Помимо конкреций, гематит наблюдается также в обнаженной породе и в некоторых грунтах (например, B023_HematiteSlope_Hema2). Определенные отличия в температурных зависимостях и значениях мессбауэровских параметров и наводит на мысль, что существуют различия частичек гематита с точки зрения их чистоты, степени кристаллизации и/или размеров частиц.
Как было сказано выше, конкреции распространены по всей видимой равнине — скорее всего, именно они являются источником гематита, замеченного с орбиты. Тот факт, что гематит является основным железосодержащим минералом в конкрециях, не подлежит сомнению. Однако вопрос о наличии других железосодержащих фаз остается открытым. Дело осложняется тем, что невозможно измерить конкреции сами по себе - всегда присутствует фон от других образцов (грунт или обнаженная порода). Трудно также провести корреляцию с данными от APXS. Он имеет большее поле зрения (—30 мм) и, в отличие от мессбауэровского спектрометра, не касается поверхности, так что невозможно точно определить место, где проводилось измерение (существует определенная погрешность «руки» марсохода). Тем не менее, определенные выводы сделать можно.
На Рис. 4.48. изображен отпечаток мессбауэровского спектрометра на грунте (B222_Berrysurvey_Cluster3) и выделено поле зрения прибора. «Плоская» площадь конкреций составляет примерно 37% от всего поля зрения. Если учесть их сферическую форму, то соотношение вырастает до —54% (простейшая модель без учета разности в «освещение» мессбауэровским источником). На Рис. 4.49 представлено сравнение спектра B222_Berrysurvey_Cluster3 с вычтенным секстетом гематита и спектра базальтового грунта B237_Auk AukRAT, где конкреций не было вовсе (эти участки расположены вблизи друг от друга, так что допустимо считать, что «фоновый» грунт идентичен).
Соотношение резонансных площадей спектров (с учетом различной интенсивности источника и различного времени измерения) составляет: A(BerrySurvey_6e3 гематита)/A(Auk)=0.51. Данное значение достаточно хорошо соответствует доле конкреций по площади. Также практически идентичны значения площадей различных компонентов (была использована одинаковая модель для обработки спектров). На основании вышеперечисленных наблюдений можно сделать вывод, что других железосодержащих фаз в обнаружимом количестве в конкрециях не наблюдается. Для дополнительного подтверждения этого факта требуются новые измерения, в которых влияние фона будет сведено к минимуму. Доминирующими компонентами поверхности Полуденной равнины являются темный грунт (Рис. 4.53) (BOllFirstSoilTamac, B165_Millstone_Dahlia, B237_AUK_AukRAT) и грунт с конкрециями (Рис. 4.54) (например B080_Dogpark_JaclcRussell). Светлый грунт (Рис. 4.52) (B060_MontBlanc_Lehauches, В123_HillTop_McDonnell, В090_ PhotoTIDDNougat и т.д.) идет вкраплениями на поверхности и под поверхностью в канавах, выкопанных колесами марсохода. Пример одной из таких канав представлен на Рис. 4.50, а соответствующие мессбауэровские спектры на Рис. 4.51. Светлый грунт (или даже скорее пыль) из кратера Гусева и на Полуденной равнине имеют схожие физические характеристики. Мессбауэровские спектры практически идентичны (Рис. 4.55). Магнитные исследования, проведенные на обоих марсоходах, показывают, что частички пыли магнитны и имеют состав, сходный со светлым грунтом [17]. Все это позволяет сделать предположение, что тонкий поверхностный слой светлого грунта имеет глобальное происхождение и обладает отличительными свойствами [73].
