Dottorato di Ricerca in Scienze della Terra
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Dott.ssa Giovanna Serventi



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Spectroscopic analysis of terrestrial analogues for the interpretation of surface composition of rocky planets in the Solar System (e.g., Mercury and the Moon).

Advisors: Prof. Maria Sgavetti, Prof. Mario Tribaudino

The planet on which we want to focus our attention are airless, rocky planets of the Solar System, e.g., Moon and Mercury, on which alterations are due only to the space weathering. Lunar anorthosites are considered analogues of Mercury and many of the considerations made on the Hermean surface composition are in relation to the composition of the lunar surface. Mercury is called "iron planet" because its iron-rich core occupies 42% of the total volume and 75% of the radius. On the other hand remote sensing analysis (Mariner 10 and MESSENGER-MASCS) indicate a low iron content (<3-4 wt.%) on the Hermean surface. This is showed primarily by reflectance spectra in which lacks the 1µm CF absorption bands due to Fe2+ in silicates (olivine and pyroxene). The albedo of Mercury is lower compared to the lunar albedo and this may be explained by the presence of darkening agents, hat do not produce absorptions in the 1µm region, for example opaques. Furthermore it is hypothesized that the regolith has a very fine grain size because of the space weathering, and, due to the high temperatures reached on the planet, it may be glassy. The new BepiColombo mission (Esa-Jaxa) will start in 2014, which will have, among the main objectives, the determination of Hermean surface mineralogical composition, due to the presence of spectrometers (VIHI and MERTIS) with high spectral resolution, that, for the first time, will analyze the 0.4-2.0μm and 7-14μm range. Knowing mineralogical composition of Mercury is very important to understand its origin and evolution. My Ph.D. work falls within the project SIMBIO-SYS on BepiColombo, the main aim is to characterize the "featureless spectra" of Mercury, considering Hermean surface both as consisting of "regolith" (intimate mixture of minerals including non-genetically bound to each other) both as formed by exposed rock, and the lunar "ferroan anorthosites", evaluating the influence of plagioclase in Fe, Mg mixtures, grain size and opaque minerals, in the specific chromites.

 

Analisi spettroscopica di analoghi terrestri per l’interpretazione della composizione della superficie di pianeti rocciosi del Sistema Solare (ad esempio Mercurio e Luna)

Tutori: Prof. ssa Maria Sgavetti, Prof. Mario Tribaudino

I pianeti su cui si vuole concentrare l’attenzione sono pianeti rocciosi del Sistema Solare privi di atmosfera, come Luna e Mercurio, sui quali eventuali alterazioni sono dovute solamente al processo dello space weathering e non ad elementi presenti in atmosfera. Le anortositi lunari sono considerate analoghi di Mercurio e molte delle considerazioni fatte sulla composizione di Mercurio sono in relazione alla composizione della superficie lunare. Mercurio è chiamato “iron planet” poiché il suo nucleo ricco in ferro occupa il 42% del volume totale e il 75% del raggio. D’altra parte analisi da remoto (Mariner 10 e MESSENGER-MASCS) indicano una superficie eterogenea a basso contenuto di ferro (<3-4 wt.%). Ciò è evidenziato principalmente da spettri di riflessione in cui emerge la mancanza delle bande CF a 1µm dovute al Fe2+ nei silicati (olivina e pirosseni). L’albedo di Mercurio è più basso rispetto a quello lunare per cui viene ipotizzata la presenza di una componente molto assorbente che però non produce assorbimenti nella regione di 1µm, ad esempio minerali opachi. Inoltre si ipotizza che il regolite abbia una granulometria molto fine a causa dello space weathering, e, a causa delle alte temperature raggiunte sul pianeta, che sia sottoposto a processi di rifusione. Nel 2014 partirà la missione BepiColombo (missione congiunta europea - giapponese), che avrà tra i principali obiettivi quello di determinare la composizione mineralogica di Mercurio a scala globale grazie alla presenza di spettrometri (VIHI e MERTIS) ad altissima risoluzione spettrale che, per la prima volta, analizzeranno il range 0.4-2.0µm e 7-14µm. Conoscere la composizione mineralogica di Mercurio è di fondamentale importanze per capire la sua origine ed evoluzione. Il mio lavoro di dottorato rientra nel progetto SIMBIO-SYS on BepiColombo; l’obiettivo principale è quello di caratterizzare i “featureless spectra” di Mercurio, considerando la superficie del pianeta sia come costituita da “regolite” (miscela intima di minerali anche non geneticamente legati tra di loro) sia come formata da roccia esposta (considerando quindi sequenze cogenetiche), e le “ferroan anorthosites” lunari, valutando l’influenza del plagioclasio in miscele ferro-magnesiache, della granulometria e dei minerali opachi, nello specifico di cromiti

 

 

 

Struttura di afferenza:
Dipartimento di Fisica e Scienze della terra

Dott.ssa Giovanna Serventi
E 23 Laboratorio di fotogeologia
Dipartimento di Fisica e Scienze della Terra, plesso geologico

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Ultimo aggiornamento: 04/07/2014 12:51
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