Využití přenosných Ramanovských spektrometrů pro detekci sulfátů: potenciální aplikace v exobiologii

Abstract

V dnešní době se detekce minerálních fází v podmínkách in situ stává prvořadým, leč někdy komplikovaným úkolem v mnoha geovědních oborech. Ramanova spektroskopie slouží jako výkonný nástroj pro identifikaci různých minerálů i organických sloučenin. Přednosti metody a relativní jednoduchost vedlo k jejímu možnému budoucímu využití v rámci vesmírných misí cílících na planetu Mars. Na jeho povrchu bylo zjištěno množství minerálů obsahujících vodu, včetně sulfátů. Spolu s rozvojem malých přenosných spektrometrů s různým excitačním zdrojem je zapotřebí testovat, jak Ramanova spektroskopie zvládá identifikovat sulfátové fáze v jejich přirozených podmínkách. V prvé části této práce je zkoušen v laboratorních podmínkách přenosný spektrometr vybavený laserem s excitací 532 nm na vzorcích zastupující sulfáty různého chemického složení a různým obsahem vody. V druhé části se využili přenosné spektrometry vybavené lasery s excitací 532 a 785 nm pro charakterizaci sulfátových fází na místech jejich přirozeného výskytu nalézajících se v České republice. Kvalita Ramanových spekter obou spektrometrů měřená v terénních podmínkách byla spíše průměrná, avšak postačila k rozlišení přítomných sulfátů. Jednoduché sulfáty (sádrovec, rozenit) lze identifikovat snadno. U sulfátů tvořící izomorfní směsi (jarosit, copiapit)...

The detection of mineral phases under in situ conditions has become a primary but sometimes also challenging task in many fields of geoscience. Raman spectroscopy has been used as a powerful tool for the identification of various minerals and organic compounds. The advantages and the relative simplicity made this method a promising choice in the future planetary exploration missions to Mars. The deposits of aqueous minerals including sulfates have been found on the Martian surface. With the development of miniaturized handheld spectrometers there is a need for evaluation of Raman spectroscopy as a method of identification of sulfate phases in their natural conditions. In the first part of this work a handheld spectrometer equipped with 532 nm excitation laser was tested under laboratory conditions during which the ability to distinguish mineral samples representing sulfates of different chemical composition and different degree of hydration was investigated. In the second part, two handheld Raman spectrometers equipped with 532 and 785 nm excitation lasers were used for the characterization of sulfate phases on sites of their natural occurrence located in the Czech Republic. The quality of the Raman spectra acquired under outdoor conditions by both spectrometers was rather average but sufficient to...