Une nouvelle étude menée par des scientifiques du Southwest Research Institute décrit comment ils ont étendu les capacités du prototype d'instrument de vol spatial Chemistry Organic and Dating Experiment (CODEX), conçu pour la datation sur le terrain de matériaux extraterrestres. Le CODEX utilise désormais deux approches de datation différentes basées sur les méthodes de géochronologie rubidium-strontium et plomb-plomb. L'instrument utilise la spectrométrie de masse à ionisation par résonance et ablation laser (LARIMS) pour obtenir des dates à l'aide de ces méthodes.

"L'objectif central du CODEX est de mieux comprendre certaines des questions en suspens de la chronologie du système solaire, tels que la durée du bombardement intensif de météorites ou la durée pendant laquelle Mars était potentiellement habitable, " a déclaré le scientifique du SwRI F. Scott Anderson, qui dirige le développement de l'instrument.

"Dans un sens, nous avons donné la vision binoculaire CODEX dans la datation, " a déclaré Jonathan Levine, professeur agrégé de physique à l'Université Colgate et collaborateur d'Anderson sur CODEX. "Quand vous pouvez regarder quelque chose de deux points de vue différents, vous obtenez une vue plus approfondie de l'objet que vous examinez, que vous utilisiez vos yeux ou tout autre outil. En datant des spécimens planétaires, ou n'importe quel rocher vraiment, il en est de même."

Les versions antérieures du CODEX utilisaient la désintégration radioactive naturelle du rubidium en strontium comme mesure du temps écoulé depuis l'échantillon, généralement une roche terrestre, formé. Le CODEX continue d'utiliser cette méthode de mesure mais est désormais également capable de mesurer les isotopes du plomb produits par la désintégration naturelle de l'uranium dans un échantillon. En comparant deux isotopes du plomb, une estimation indépendante de l'âge des échantillons peut être obtenue.

"Parfois les deux systèmes de datation indiquent le même âge pour un échantillon, et l'accord nous donne l'assurance que nous comprenons l'histoire du spécimen, " a dit Anderson. " Mais parfois les âges ne sont pas d'accord, et nous apprenons que l'histoire de la roche était plus nuancée ou plus complexe que nous le pensions."

Anderson et Levine ont utilisé les deux méthodes de datation du CODEX pour mesurer l'âge de six échantillons :un de la Terre, deux de Mars, et trois de la Lune.

"Cette suite de roches nous a montré les types de défis que nous sommes susceptibles de rencontrer lorsque CODEX finira par voler vers Mars ou la Lune, et nous montre également où CODEX est le plus susceptible de fonctionner avec succès, " dit Levine. " Parmi les trois météorites de la Lune que nous avons étudiées, nous avons reproduit les âges connus dans deux cas, et a trouvé des preuves dans le troisième cas d'un âge beaucoup plus avancé que ce qui a été rapporté auparavant pour cette météorite."

Les âges des objets du système solaire interne sont généralement estimés en comptant les cratères d'impact, avec l'hypothèse que les objets avec plus de cratères ont existé pendant de plus longues périodes. Ces estimations sont également partiellement calibrées par les âges des roches lunaires obtenus par les astronautes dans les années 1960. Cependant, dans des zones non explorées par les astronautes, les estimations d'âge pourraient être erronées de 100 millions à des milliards d'années. Ainsi, la datation de plus d'échantillons est essentielle à notre compréhension de l'âge du système solaire.

"La datation est un processus difficile. Les techniques traditionnelles ne sont pas facilement adaptées aux vols spatiaux, nécessitant un laboratoire important, un personnel considérable et plusieurs mois pour fixer une date, " a déclaré Anderson. " CODEX peut dater des échantillons de ces surfaces avec une précision de ± 20-80 millions d'années, plus que suffisant pour réduire les incertitudes existantes de 100-1000 millions d'années, et considérablement plus précis que les autres méthodes, qui ont une précision d'environ ±350 millions d'années."

Il existe potentiellement des centaines de sites sur la Lune et sur Mars que les scientifiques souhaitent dater, mais les missions de retour d'échantillons sont coûteuses et prennent du temps. Pour cette raison, Le CODEX est conçu pour être suffisamment compact pour être incorporé dans un engin spatial et pourrait effectuer une datation sur site d'échantillons.

"Cette expérience ouvre la perspective d'équiper une future mission d'atterrisseur vers la Lune ou Mars avec un seul instrument de datation capable d'exploiter deux systèmes isotopiques complémentaires, " a déclaré Anderson. " Cette combinaison permettrait des contrôles de cohérence et nous permettrait une compréhension plus nuancée de l'histoire planétaire. "