IR Spectroscopy of Synthetic Glasses with Mercury Surface Composition: Analogs for Remote Sensing
IR Spectroscopy of Synthetic Glasses with Mercury Surface Composition: Analogs for Remote Sensing
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具有汞表面成分的合成玻璃的红外光谱：用于遥感的类似物
DOI：
10.1016/j.icarus.2017.05.024
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发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
3.2
通讯作者：
Hiesinger H
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Morlok A;Klemme S;Weber I;Stojic A;Sohn M;Hiesinger H
在一项利用ESA/JAXA BepiColombo任务上的MERTIS（水银辐射计和热红外光谱仪）仪器对水星表面进行中红外观测提供地面真实数据的研究中，我们研究了17种合成眼镜。这些样品具有基于MESSENGER数据的特征Hermean表面积的化学成分。用光学显微镜、EMPA和拉曼光谱对样品进行了表征。在2.5-18µm范围内，使用Micro-FTIR获得了抛光薄片的中红外光谱，以及散装材料（0-25、25-63、93-125和125-250µm）的粉末尺寸部分。合成玻璃显示出非晶态材料的典型光谱，在9.5-10.7µm处有一个主要的单一Reststrahlen带（RB）。在9.5 ~ 10.2µm、10.4 ~ 11.2µm和11.9µm处发现了一些结晶橄榄石的RB特征。当MgO含量高于23wt .% MgO时，枝晶开始结晶。Reststrahlen波段、Christiansen特征（CF）和Transparency特征（TF）随sio2和MgO含量的变化而变化。与SCFM （SiO2/(SiO2+CaO+FeO+MgO)）指数相比，玻璃的Christiansen特征也发生了变化。这种转变可能有助于在遥感数据中区分晶体和非晶态材料。玻璃的聚合度与特征强硅酸盐特征的宽度之间的比较显示出弱正相关。与水星的高质量中红外光谱的比较显示出与本研究结果有一些适度的相似性，但并不能解释所有的特征。
In a study to provide ground-truth data for mid-infrared observations of the surface of Mercury with the MERTIS (Mercury Radiometer and Thermal Infrared Spectrometer) instrument onboard the ESA/JAXA BepiColombo mission, we have studied 17 synthetic glasses. These samples have the chemical compositions of characteristic Hermean surface areas based on MESSENGER data.The samples have been characterized using optical microscopy, EMPA and Raman spectroscopy. Mid-infrared spectra have been obtained from polished thin sections using Micro-FTIR, and of powdered size fractions of bulk material (0–25, 25–63, 93–125 and 125–250 µm) in the 2.5–18 µm range.The synthetic glasses display mostly spectra typical for amorphous materials with a dominating, single Reststrahlen Band (RB) at 9.5–10.7 µm. RB Features of crystalline forsterite are found in some cases at 9.5–10.2 µm, 10.4–11.2 µm, and at 11.9 µm. Dendritic crystallization starts at a MgO content higher than 23 wt.% MgO.The Reststrahlen Bands, Christiansen Features (CF), and Transparency Features (TF) shift depending on the SiO2and MgO contents. Also a shift of the Christiansen Feature of the glasses compared with the SCFM (SiO2/(SiO2+CaO+FeO+MgO)) index is observed. This shift could potentially help distinguish crystalline and amorphous material in remote sensing data. A comparison between the degree of polymerization of the glass and the width of the characteristic strong silicate feature shows a weak positive correlation.A comparison with a high-quality mid-IR spectrum of Mercury shows some moderate similarity to the results of this study, but does not explain all features.
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