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1. Quantification of manganese for ChemCam Mars and laboratory spectra using a multivariate model

Author

Dorothea Delapp, Ann Ollila, Olivier Gasnault, Jens Frydenvang, Agnes Cousin, Nina Lanza, A. Reyes-Newell, Patrick J. Gasda, S. N. Lamm, Sylvestre Maurice, Roberta Ann Beal, Roger C. Wiens, Samuel M. Clegg, Ryan B. Anderson, Olivier Forni, Los Alamos National Laboratory (LANL), United States Geological Survey (USGS), Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), and Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
010302 applied physics, Detection limit, Multivariate statistics, Materials science, Mean squared error, 010401 analytical chemistry, Mineralogy, Mars Exploration Program, 01 natural sciences, Atomic and Molecular Physics, and Optics, Standard deviation, 0104 chemical sciences, Analytical Chemistry, [SDU.STU.PL]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Planetology, 13. Climate action, 0103 physical sciences, Partial least squares regression, Calibration, Laser-induced breakdown spectroscopy, Instrumentation, Spectroscopy, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract

We report a new calibration model for manganese using the laser-induced breakdown spectroscopy instrument that is part of the ChemCam instrument suite onboard the NASA Curiosity rover. The model has been trained using an expanded set of 523 manganese-bearing rock, mineral, metal ore, and synthetic standards. The optimal calibration model uses the Partial Least Squares (PLS) and Least Absolute Shrinkage and Selection Operator (LASSO) multivariate techniques, with a novel “double blending” technique. We determined the detection limit for manganese is 82 ppm using a method blank procedure and is possibly as low as 27 ppm based on visual inspection of the spectra. Based on a representative test set consisting of measurements on 93 standards, the double blended multivariate model shows a Root Mean Squared Error of Prediction (RMSEP) accuracy of 1.39 wt% MnO for the full blended model. Employing a local RMSEP estimate where the model performance is evaluated based on nearby test samples, the accuracy is 0.03 wt% at the quantification limit (0.05 wt% MnO), 0.4 wt% accuracy at 1.0 wt% MnO, and 4.4 wt% accuracy at 100 wt% MnO. Precision is estimated using the standard deviation of the test set measurements, and is ±0.01 wt% MnO at the quantification limit, ±0.09 wt% MnO at 1.0 wt% MnO, and ± 2.1 wt% MnO at 100 wt% MnO (all 1 standard deviation). This new calibration is important for understanding the variation of manganese in the bedrock with the Curiosity rover on Mars, which provides insight into past redox conditions on Mars.

Published
2021

2. The SuperCam Instrument Suite on the NASA Mars 2020 Rover: Body Unit and Combined System Tests

Author

Francois Poulet, Nina Lanza, John Michel, Kerry Boyd, Valerie Mousset, Fernando Rull, Anupam K. Misra, Horton E. Newsom, Magdalena Dale, Richard Leveille, Sylvain Bernard, Karim Benzerara, Logan Ott, Timothy H. McConnochie, M. George Duran, Jonathan Deming, C. Glen Peterson, Jorden Celis, Juan Manuel Madariaga, Anthony Nelson, Elizabeth C. Auden, Violaine Sautter, Paolo Pilleri, Naomi Murdoch, Susanne Schröder, Joseph H. Sarrao, Miles Egan, Bruno Dubois, Ann Ollila, Roberta A. Klisiewicz, M. Deleuze, K. McCabe, Ryan B. Anderson, Kevin Clark, Noureddine Melikechi, Jens Frydenvang, Matthew R. Dirmyer, A. Regan, Pierre Beck, Olivier Forni, A. Reyes-Newell, David Mimoun, Lauren DeFlores, Stéphane Le Mouélic, Nicolas Mangold, Eric Lorigny, Denine Gasway, John P. Grotzinger, M. Caffrey, Shiv K. Sharma, J. Javier Laserna, Olivier Gasnault, Steven P. Love, Eric Lewin, Sophie Jacquinod, Jeffrey R. Johnson, Dorothea Delapp, Soren N. Madsen, James Lake, Kepa Castro, Joan Ervin, Olivier Beyssac, C. Donny, Yann Parot, J. P. Martinez, Pierre-Yves Meslin, Gabriel Pont, Jean-Michel Reess, L. Parès, P. Bernardi, D. Venhaus, Guillermo Lopez-Reyes, Benjamin Quertier, Gorka Arana, Morten Madsen, Ivair Gontijo, Ralph D. Lorenz, Philip J. Romano, Ian A. Trettel, S. Michael Angel, Gilles Montagnac, Joseph Becker, Vishnu Sridhar, Rafal Pawluczyk, Jérémie Lasue, P. Cais, William Rapin, Jose Antonio Manrique, Xavier Jacob, Clement Royer, Jacob Valdez, I. Torre-Fdez, Amaury Fau, Peter Willis, Louis Borges, Cheryl Provost, Elizabeth C. Cordoba, M. L. Underwood, Justin McGlown, Daniel Seitz, S. A. Storms, Briana Lucero, Heather Quinn, Thierry Fouchet, Raymond Newell, Cécile Fabre, B. Chide, Y. André, Jeffrey Carlson, Roger C. Wiens, Scott M. McLennan, Woodward W. Fischer, Benigno Sandoval, S. Robinson, Patrick Pinet, Samuel M. Clegg, Agnes Cousin, Sylvestre Maurice, Edward A. Cloutis, Gilles Dromart, Franck Montmessin, C. Legett, Andres Valdez, Bruno Bousquet, Reuben Fresquez, Terra Shepherd, Zachary R. Ousnamer, Pablo Sobron, M. Toplis, Marcel J. Schoppers, Jesús Martínez-Frías, D. T. Beckman, Los Alamos National Laboratory (LANL), Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux [Pessac] (LAB), Université de Bordeaux (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation en astrophysique = Laboratory of Space Studies and Instrumentation in Astrophysics (LESIA), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), University of Hawai‘i [Mānoa] (UHM), Astrogeology Science Center [Flagstaff], United States Geological Survey [Reston] (USGS), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES), University of South Carolina [Columbia], Universidad del Pais Vasco / Euskal Herriko Unibertsitatea [Espagne] (UPV/EHU), Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG ), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Météo-France, Institut de minéralogie, de physique des matériaux et de cosmochimie (IMPMC), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR206-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'Etudes Lasers Intenses et Applications (CELIA), Université de Bordeaux (UB)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Jet Propulsion Laboratory (JPL), NASA-California Institute of Technology (CALTECH), Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace (ISAE-SUPAERO), University of Winnipeg, Laboratoire de Géologie de Lyon - Terre, Planètes, Environnement (LGL-TPE), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), GeoRessources, Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre de recherches sur la géologie des matières premières minérales et énergétiques (CREGU)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), California Institute of Technology (CALTECH), University of Copenhagen = Københavns Universitet (UCPH), Laboratoire de Planétologie et Géodynamique [UMR 6112] (LPG), Université d'Angers (UA)-Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de mécanique des fluides de Toulouse (IMFT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory [Laurel, MD] (APL), Universidad de Valladolid [Valladolid] (UVa), Universidad de Málaga [Málaga] = University of Málaga [Málaga], McGill University = Université McGill [Montréal, Canada], Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Madrid] (CSIC), University of Maryland [College Park], University of Maryland System, State University of New York (SUNY), University of Massachusetts [Lowell] (UMass Lowell), University of Massachusetts System (UMASS), PLANETO - LATMOS, Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales (LATMOS), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), The University of New Mexico [Albuquerque], Institut d'astrophysique spatiale (IAS), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National d’Études Spatiales [Paris] (CNES), FiberTech Optica (FTO), In­sti­tut für Op­ti­sche Sen­sor­sys­te­me, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt [Berlin] (DLR), SETI Institute, Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France, Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation en astrophysique (LESIA (UMR_8109)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - 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CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace - ISAE-SUPAERO (FRANCE), and Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
010504 meteorology & atmospheric sciences, [SDU.STU]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences, Mars, 01 natural sciences, 7. Clean energy, Article, law.invention, Telescope, symbols.namesake, Jezero crater, Optics, ChemCam instrument, law, Microphone on Mars, 0103 physical sciences, SuperCam, planetary exploration, luminescence, Traitement du signal et de l'image, Perseverance rover, Spectroscopy, 010303 astronomy & astrophysics, Infrared spectroscopy, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 0105 earth and related environmental sciences, Physics, laboratory curiosity rover, remote Raman system, LIBS, Spectrometer, business.industry, Detector, Astronomy and Astrophysics, Mars Exploration Program, Gale crater, Laser, induced breakdown spectroscopy, Wavelength, in-situ, mission, 13. Climate action, Space and Planetary Science, [SDU]Sciences of the Universe [physics], Raman spectroscopy, symbols, business
Abstract

The SuperCam instrument suite provides the Mars 2020 rover, Perseverance, with a number of versatile remote-sensing techniques that can be used at long distance as well as within the robotic-arm workspace. These include laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS), remote time-resolved Raman and luminescence spectroscopies, and visible and infrared (VISIR; separately referred to as VIS and IR) reflectance spectroscopy. A remote micro-imager (RMI) provides high-resolution color context imaging, and a microphone can be used as a stand-alone tool for environmental studies or to determine physical properties of rocks and soils from shock waves of laser-produced plasmas. SuperCam is built in three parts: The mast unit (MU), consisting of the laser, telescope, RMI, IR spectrometer, and associated electronics, is described in a companion paper. The on-board calibration targets are described in another companion paper. Here we describe SuperCam's body unit (BU) and testing of the integrated instrument. The BU, mounted inside the rover body, receives light from the MU via a 5.8 m optical fiber. The light is split into three wavelength bands by a demultiplexer, and is routed via fiber bundles to three optical spectrometers, two of which (UV and violet; 245-340 and 385-465 nm) are crossed Czerny-Turner reflection spectrometers, nearly identical to their counterparts on ChemCam. The third is a high-efficiency transmission spectrometer containing an optical intensifier capable of gating exposures to 100 ns or longer, with variable delay times relative to the laser pulse. This spectrometer covers 535-853 nm ( 105 - 7070 cm − 1 Raman shift relative to the 532 nm green laser beam) with 12 cm − 1 full-width at half-maximum peak resolution in the Raman fingerprint region. The BU electronics boards interface with the rover and control the instrument, returning data to the rover. Thermal systems maintain a warm temperature during cruise to Mars to avoid contamination on the optics, and cool the detectors during operations on Mars. Results obtained with the integrated instrument demonstrate its capabilities for LIBS, for which a library of 332 standards was developed. Examples of Raman and VISIR spectroscopy are shown, demonstrating clear mineral identification with both techniques. Luminescence spectra demonstrate the utility of having both spectral and temporal dimensions. Finally, RMI and microphone tests on the rover demonstrate the capabilities of these subsystems as well., Proyecto MINECO Retos de la Sociedad. Ref. ESP2017-87690-C3-1-R

Published
2021

3. Improving ChemCam LIBS long-distance elemental compositions using empirical abundance trends

Author

Roger C. Wiens, Samuel M. Clegg, Jens Frydenvang, Dot Delapp, Alyre J. Blazon-Brown, Ryan B. Anderson, Sylvestre Maurice, Agnes Cousin, Noureddine Melikechi, Erwin Dehouck, Laboratoire de Géologie de Lyon - Terre, Planètes, Environnement (LGL-TPE), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Martian, LIBS, Curiosity rover, Mineralogy, Mars, Mars Exploration Program, Composition (combinatorics), Atomic and Molecular Physics, and Optics, Analytical Chemistry, Meteorite, Abundance (ecology), ChemCam, [SDU]Sciences of the Universe [physics], Calibration, Environmental science, Emission spectrum, Stand-off elemental analyses, Spectroscopy, Instrumentation
Abstract

International audience; The ChemCam instrument on the Curiosity rover provides chemical compositions of Martian rocks and soils using remote laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS). The elemental calibration is stable as a function of distance for Ti, Fe, Mg, and Ca. The calibration shows small, systematically increasing abundance trends as a function of distance for Al, Na, K, and to some extent, Si. The distance effect is known to be due to a dependence with distance on the relative strengths of atomic transition lines. Emission lines representing transitions from relatively low energy levels remain intense at longer distances while emission lines representing transitions from higher energy levels decrease in intensity more rapidly as a function of distance. The multivariate algorithms used to determine elemental compositions rely on a large number of emission lines in many cases, so rather than trying to correct all emission lines, a study was made of the predicted compositions as a function of distance, in order to determine an empirical correction. Abundance trends can be well approximated by a linear trend with distance within the ranges of abundances and distances observed up to ~6 m. Data from 11 distinct geological members and data groups of the Murray formation in Gale crater, Mars, were used to form the model, selecting the members and data groups yielding the best statistics. The model was tested using data from several targets observed from two different distances, and using data from the Kimberley formation, the composition of which is significantly different from the Murray formation, showing that the model works on other compositions beyond those used to build the model. For long-distance observations up to ~6 m, corrections can be made back to an equivalent composition at the median distance of ChemCam observations (2.6 m). The model has been validated up to 6.2 m, although ChemCam is able to observe bedrock targets to >7 m, and iron meteorites to distances of >9 m.

Published
2021

4. Recalibration of the Mars Science Laboratory ChemCam instrument with an expanded geochemical database

Author

Rhonda E. McInroy, Jérémie Lasue, Horton E. Newsom, Ryan B. Anderson, A. Mezzacappa, Olivier Forni, Agnes Cousin, Richard V. Morris, Jens Frydenvang, Stanley A. Mertzman, Sylvestre Maurice, M. Darby Dyar, Patrick J. Gasda, Trevor G. Graff, Scott M. McLennan, Ronald Martinez, Noureddine Melikechi, Olivier Gasnault, Roger C. Wiens, Samuel M. Clegg, Valerie Payre, Bethany L. Ehlmann, B. C. Clark, T. Boucher, Ines Belgacem, Los Alamos National Laboratory (LANL), Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Collège René Cassin, Rice University [Houston], Department of Geosciences, Stony Brook University [SUNY] (SBU), State University of New York (SUNY)-State University of New York (SUNY), Division of Geological and Planetary Sciences [Pasadena], California Institute of Technology (CALTECH), Institute of Meteoritics [Albuquerque] (IOM), The University of New Mexico [Albuquerque], Department of Physics and Engineering, and Delaware State University (DSU)

Subjects
010504 meteorology & atmospheric sciences, Soil test, 010401 analytical chemistry, Mineralogy, Mars Exploration Program, engineering.material, 01 natural sciences, Atomic and Molecular Physics, and Optics, 0104 chemical sciences, Analytical Chemistry, Planetary science, [SDU.STU.PL]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Planetology, 13. Climate action, Partial least squares regression, engineering, Calibration, Range (statistics), Plagioclase, Environmental science, Laser-induced breakdown spectroscopy, Instrumentation, Spectroscopy, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 0105 earth and related environmental sciences, Remote sensing
Abstract

The ChemCam Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) instrument onboard the Mars Science Laboratory (MSL) rover Curiosity has obtained > 300,000 spectra of rock and soil analysis targets since landing at Gale Crater in 2012, and the spectra represent perhaps the largest publicly-available LIBS datasets. The compositions of the major elements, reported as oxides (SiO2, TiO2, Al2O3, FeOT, MgO, CaO, Na2O, K2O), have been re-calibrated using a laboratory LIBS instrument, Mars-like atmospheric conditions, and a much larger set of standards (408) that span a wider compositional range than previously employed. The new calibration uses a combination of partial least squares (PLS1) and Independent Component Analysis (ICA) algorithms, together with a calibration transfer matrix to minimize differences between the conditions under which the standards were analyzed in the laboratory and the conditions on Mars. While the previous model provided good results in the compositional range near the average Mars surface composition, the new model fits the extreme compositions far better. Examples are given for plagioclase feldspars, where silicon was significantly over-estimated by the previous model, and for calcium-sulfate veins, where silicon compositions near zero were inaccurate. The uncertainties of major element abundances are described as a function of the abundances, and are overall significantly lower than the previous model, enabling important new geochemical interpretations of the data.

Published
2017

5. Centimeter to decimeter hollow concretions and voids in Gale Crater sediments, Mars

Author

Ashwin R. Vasavada, John P. Grotzinger, William Rapin, S. Johnstone, Fred Calef, Valerie Payre, Ralph E. Milliken, Cécile Fabre, Scott K. Rowland, Kathryn M. Stack, Roger C. Wiens, Samuel M. Clegg, S. Schroeder, David T. Vaniman, Stéphane Le Mouélic, Diana L. Blaney, Susanne P. Schwenzer, Olivier Gasnault, Marion Nachon, Marjorie A. Chan, Olivier Forni, Walter Goetz, Sylvestre Maurice, Dorothy Z. Oehler, Jeffrey R. Johnson, Nicolas Mangold, B. C. Clark, Alberto G. Fairén, Agnes Cousin, David M. Rubin, Violaine Sautter, Los Alamos National Laboratory (LANL), The University of Chicago Medicine [Chicago], Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung = Max Planck Institute for Solar System Research (MPS), Max-Planck-Gesellschaft, Centro de Astrobiologia [Madrid] (CAB), Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA)-Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Madrid] (CSIC), Centre for Earth, Planetary, Space and Astronomical Research [Milton Keynes] (CEPSAR), The Open University [Milton Keynes] (OU), Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory [Laurel, MD] (APL), Department of Civil and Environmental Engineering and Earth Science [Notre Dame] (CEEES), University of Notre Dame [Indiana] (UND), Space Science Institute [Boulder] (SSI), Laboratoire de Planétologie et Géodynamique [UMR 6112] (LPG), Université d'Angers (UA)-Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Jet Propulsion Laboratory (JPL), NASA-California Institute of Technology (CALTECH), Planetary Science Institute [Tucson] (PSI), Department of Geology and Geophysics [Mānoa], University of Hawai‘i [Mānoa] (UHM), University of Utah, Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt [Berlin] (DLR), Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France, Rice University [Houston], GeoRessources, Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre de recherches sur la géologie des matières premières minérales et énergétiques (CREGU)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), University of California [Davis] (UC Davis), University of California (UC), Institut de minéralogie, de physique des matériaux et de cosmochimie (IMPMC), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR206-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Division of Geological and Planetary Sciences [Pasadena], California Institute of Technology (CALTECH), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National des Sciences de l'Univers (INSU), Centre National D'etudes Spatiales, NASA Mars Exploration Program in the US, Max Planck Institute for Solar System Research (MPS), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Collège René Cassin, and Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lorraine (UL)-Centre de recherches sur la géologie des matières premières minérales et énergétiques (CREGU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)

Subjects
010504 meteorology & atmospheric sciences, Geochemistry, Voids, Mars, engineering.material, 01 natural sciences, Astrobiology, Siderite, chemistry.chemical_compound, Spherules, [SDU.STU.PL]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Planetology, Concretion, 0103 physical sciences, Concretions, 010303 astronomy & astrophysics, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 0105 earth and related environmental sciences, Felsic, Nodules, Astronomy and Astrophysics, Gale crater, Diagenesis, Igneous rock, chemistry, Mars science laboratory, Space and Planetary Science, engineering, Pyrite, Mafic, Volcanic bomb, Geology
Abstract

International audience; Voids and hollow spheroids between ∼1 and 23 cm in diameter occur at several locations along the traverse of the Curiosity rover in Gale crater, Mars. These hollow spherical features are significantly different from anything observed in previous landed missions. The voids appear in dark-toned, rough-textured outcrops, most notably at Point Lake (sols 302–305) and Twin Cairns Island (sol 343). Point Lake displays both voids and cemented spheroids in close proximity; other locations show one or the other form. The spheroids have 1–4 mm thick walls and appear relatively dark-toned in all cases, some with a reddish hue. Only one hollow spheroid (Winnipesaukee, sol 653) was analyzed for composition, appearing mafic (Fe-rich), in contrast to the relatively felsic host rock. The interior surface of the spheroid appears to have a similar composition to the exterior with the possible exceptions of being more hydrated and slightly depleted in Fe and K. Origins of the spheroids as Martian tektites or volcanic bombs appear unlikely due to their hollow and relatively fragile nature and the absence of in-place clearly igneous rocks. A more likely explanation to both the voids and the hollow spheroids is reaction of reduced iron with oxidizing groundwater followed by some re-precipitation as cemented rind concretions at a chemical reaction front. Although some terrestrial concretion analogs are produced from a precursor siderite or pyrite, diagenetic minerals could also be direct precipitates for other terrestrial concretions. The Gale sediments differ from terrestrial sandstones in their high initial iron content, perhaps facilitating a higher occurrence of such diagenetic reactions

Published
2017

6. Composition of conglomerates analyzed by the Curiosity rover: Implications for Gale Crater crust and sediment sources

Author

Sylvestre Maurice, Cécile Fabre, Nicolas Mangold, Martin R. Fisk, Fred Calef, William Rapin, R. Gellert, Amy J. Williams, Olivier Gasnault, Gilles Dromart, Dawn Y. Sumner, Roger C. Wiens, Samuel M. Clegg, Rebecca M. E. Williams, P.-Y. Meslin, S. Le Mouélic, Marisa C. Palucis, Kirsten L. Siebach, Agnes Cousin, Lucy M. Thompson, K. M. Stack, Diana L. Blaney, William E. Dietrich, L. Le Deit, Ryan B. Anderson, Olivier Forni, John P. Grotzinger, A. Yingst, H. E. Newsom, Kenneth S. Edgett, Violaine Sautter, Linda C. Kah, Scott M. McLennan, Laboratoire de Planétologie et Géodynamique [UMR 6112] (LPG), Université d'Angers (UA)-Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), DLR Institute of Planetary Research, German Aerospace Center (DLR), Los Alamos National Laboratory (LANL), Jet Propulsion Laboratory (JPL), California Institute of Technology (CALTECH)-NASA, Laboratoire de Géologie de Lyon - Terre, Planètes, Environnement [Lyon] (LGL-TPE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon), Oregon State University (OSU), Department of Physics [Guelph], University of Guelph, California Institute of Technology (CALTECH), Stony Brook University [SUNY] (SBU), State University of New York (SUNY), Laboratoire de Météorologie Dynamique (UMR 8539) (LMD), Département des Géosciences - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École des Ponts ParisTech (ENPC)-École polytechnique (X)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), Institute of Meteoritics [Albuquerque] (IOM), The University of New Mexico [Albuquerque], Department of Earth and Planetary Science [UC Berkeley] (EPS), University of California [Berkeley], University of California-University of California, Institut de minéralogie, de physique des matériaux et de cosmochimie (IMPMC), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR206-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Division of Geological and Planetary Sciences [Pasadena], University of California [Davis] (UC Davis), University of California, Planetary Science Institute [Tucson] (PSI), NASA-California Institute of Technology (CALTECH), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR206-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Géologie de Lyon - Terre, Planètes, Environnement (LGL-TPE), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-École des Ponts ParisTech (ENPC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département des Géosciences - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL), University of California [Berkeley] (UC Berkeley), University of California (UC)-University of California (UC), University of California (UC), École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), and Université de Lyon-Université de Lyon-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
010504 meteorology & atmospheric sciences, Earth science, Geochemistry, sedimentary rocks, Mars, Igneous textures, 01 natural sciences, Conglomerate, Geochemistry and Petrology, 0103 physical sciences, Earth and Planetary Sciences (miscellaneous), 010303 astronomy & astrophysics, 0105 earth and related environmental sciences, Felsic, fluvial, Crust, Gale Crater, Diagenesis, Igneous rock, Geophysics, 13. Climate action, Space and Planetary Science, [SDU]Sciences of the Universe [physics], Clastic rock, Sedimentary rock, Geology
Abstract

International audience; The Curiosity rover has analyzed various detrital sedimentary rocks at Gale Crater, among which fluvial and lacustrine rocks are predominant. Conglomerates correspond both to the coarsest sediments analyzed and the least modified by chemical alteration, enabling us to link their chemistry to that of source rocks on the Gale Crater rims. In this study, we report the results of six conglomerate targets analyzed by Alpha-Particle X-ray Spectrometer and 40 analyzed by ChemCam. The bulk chemistry derived by both instruments suggests two distinct end-members for the conglomerate compositions. The first group (Darwin type) is typical of conglomerates analyzed before sol 540; it has a felsic alkali-rich composition, with a Na2O/K2O\textgreater5. The second group (Kimberley type) is typical of conglomerates analyzed between sols 540 and 670 in the vicinity of the Kimberley waypoint; it has an alkali-rich potassic composition with Na2O/K2O\textless2. The variety of chemistry and igneous textures (when identifiable) of individual clasts suggest that each conglomerate type is a mixture of multiple source rocks. Conglomerate compositions are in agreement with most of the felsic alkali-rich float rock compositions analyzed in the hummocky plains. The average composition of conglomerates can be taken as a proxy of the average igneous crust composition at Gale Crater. Differences between the composition of conglomerates and that of finer-grained detrital sediments analyzed by the rover suggest modifications by diagenetic processes (especially for Mg enrichments in fine-grained rocks), physical sorting, and mixing with finer-grained material of different composition.

Published
2016

7. In situ evidence for continental crust on early Mars

Author

David T. Vaniman, Edward M. Stolper, Olivier Forni, Jérémie Lasue, Nicolas Mangold, H. E. Newsom, James J. Wray, John Bridges, S. Le Mouélic, William Rapin, L. Le Deit, Sylvestre Maurice, Agnes Cousin, Cécile Fabre, P. Y. Meslin, Patrick Pinet, Olivier Gasnault, Ann Ollila, Roger C. Wiens, Samuel M. Clegg, V. Sautter, Pierre Beck, Nina Lanza, D. Dyar, Martin R. Fisk, M. Toplis, Museum Histoire Naturelle de Paris, Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Los Alamos National Laboratory (LANL), GeoRessources, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lorraine (UL)-Centre de recherches sur la géologie des matières premières minérales et énergétiques (CREGU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS), Chevron Energy Technology Company, Space Research Centre [Leicester], University of Leicester, Laboratoire de Planétologie et Géodynamique UMR6112 (LPG), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Nantes - Faculté des Sciences et des Techniques, Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Université d'Angers (UA), College of Earth, Ocean and Atmospheric Sciences [Corvallis] (CEOAS), Oregon State University (OSU), Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), California Institute of Technology (CALTECH), Department of Earth and Planetary Sciences [Albuquerque] (EPS), The University of New Mexico [Albuquerque], Mount Holyoke College, Planetary Science Institute [Tucson] (PSI), Georgia Institute of Technology [Atlanta], Institut de minéralogie, de physique des matériaux et de cosmochimie (IMPMC), Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR206-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), Dynamique terrestre et planétaire (DTP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Laboratoire de Météorologie Dynamique (UMR 8539) (LMD), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-École des Ponts ParisTech (ENPC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département des Géosciences - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Technologies et systèmes d'information pour les agrosystèmes (UR TSCF), Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA), DLR Institute of Planetary Research, German Aerospace Center (DLR), Division of Geological and Planetary Sciences [Pasadena], Institute of Meteoritics [Albuquerque] (IOM), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR206-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Laboratoire de Planétologie et Géodynamique [UMR 6112] (LPG), Université d'Angers (UA)-Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Département des Géosciences - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École des Ponts ParisTech (ENPC)-École polytechnique (X)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG ), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR206-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre de recherches sur la géologie des matières premières minérales et énergétiques (CREGU)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Basalt, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Continental crust, Volcanology, [SDU.STU]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences, Crust, 15. Life on land, 01 natural sciences, Diorite, Porphyritic, Igneous rock, Paleontology, Geochemistry, Meteorite, 13. Climate action, [SDU]Sciences of the Universe [physics], Inner planets, 0103 physical sciences, Magmatism, General Earth and Planetary Sciences, 010303 astronomy & astrophysics, Geology, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 0105 earth and related environmental sciences, Petrology
Abstract

International audience; Understanding of the geologic evolution of Mars has been greatly improved by recent orbital(1-3), in situ(4,5) and meteorite(6-8) data, but insights into the earliest period of Martian magmatism (4.1 to 3.7 billion years ago) remain scarce(9). The landing site of NASA's Curiosity rover, Gale crater, which formed 3.61 billion years ago(10) within older terrain(11), provides a window into this earliest igneous history. Along its traverse, Curiosity has discovered light-toned rocks that contrast with basaltic samples found in younger regions(12). Here we present geochemical data and images of 22 specimens analysed by Curiosity that demonstrate that these light-toned materials are feldspar-rich magmatic rocks. The rocks belong to two distinct geochemical types: alkaline compositions containing up to 67 wt% SiO2 and 14 wt% total alkalis (Na2O + K2O) with fine-grained to porphyritic textures on the one hand, and coarser-grained textures consistent with quartz diorite and granodiorite on the other hand. Our analysis reveals unexpected magmatic diversity and the widespread presence of silica- and feldspar-rich materials in the vicinity of the landing site at Gale crater. Combined with the identification of feldspar-rich rocks elsewhere(9,13,14) and the low average density of the crust in the Martian southern hemisphere(15), we conclude that silica-rich magmatic rocks may constitute a significant fraction of ancient Martian crust and may be analogous to the earliest continental crust on Earth.

Published
2015

8. ChemCam results from the Shaler outcrop in Gale crater, Mars

Author

Gilles Dromart, Kevin W. Lewis, S. Maurice, John Bridges, Susanne P. Schwenzer, Richard Leveille, Violaine Sautter, Jérémie Lasue, Ann Ollila, S. Le Mouélic, Martin R. Fisk, J. M. Williams, Marion Nachon, Ryan B. Anderson, Amy J. Williams, Juergen Schieber, Lauren A. Edgar, A. Mezzacappa, Olivier Forni, Roger C. Wiens, Samuel M. Clegg, Eric Lewin, Sanjeev Gupta, Olivier Gasnault, Nina Lanza, D. T. Vaniman, B. C. Clark, Diana L. Blaney, Nicolas Mangold, H. E. Newsom, Astrogeology Science Center [Flagstaff], United States Geological Survey [Reston] (USGS), Space Research Centre [Leicester], University of Leicester, Department of Earth and Planetary Sciences [Santa Cruz], University of California [Santa Cruz] (UCSC), University of California-University of California, ASU School of Earth and Space Exploration (SESE), Arizona State University [Tempe] (ASU), Department of Earth and Planetary Sciences [Albuquerque] (EPS), The University of New Mexico [Albuquerque], Laboratoire de Planétologie et Géodynamique [UMR 6112] (LPG), Université d'Angers (UA)-Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), College of Earth, Ocean and Atmospheric Sciences [Corvallis] (CEOAS), Oregon State University (OSU), Department of Geological Sciences [Bloomington], Indiana University [Bloomington], Indiana University System-Indiana University System, Department of Earth Science and Technology [Imperial College London], Imperial College London, Laboratoire de Géologie de Lyon - Terre, Planètes, Environnement [Lyon] (LGL-TPE), École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Los Alamos National Laboratory (LANL), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Optical Science Center for Applied Research (OSCAR), Delaware State University (DSU), Institut de minéralogie, de physique des matériaux et de cosmochimie (IMPMC), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR206-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Jet Propulsion Laboratory (JPL), NASA-California Institute of Technology (CALTECH), Space Science Institute [Boulder] (SSI), Department of Natural Resource Sciences, McGill University = Université McGill [Montréal, Canada], Institut des Sciences de la Terre (ISTerre), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-PRES Université de Grenoble-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR219-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry]), Johns Hopkins University (JHU), Dept. of Physical Sciences, The Open University [Milton Keynes] (OU), Planetary Science Institute [Tucson] (PSI), University of California [Santa Cruz] (UC Santa Cruz), University of California (UC)-University of California (UC), Laboratoire de Géologie de Lyon - Terre, Planètes, Environnement (LGL-TPE), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Toulouse (UT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR219-PRES Université de Grenoble-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Basalt, Outcrop, Geochemistry, Mars, Astronomy and Astrophysics, Pyroxene, surface Mineralogy, Feldspar, Astrobiology, 13. Climate action, Space and Planetary Science, [SDU]Sciences of the Universe [physics], visual_art, Stratigraphic section, Clastic dike, Facies, visual_art.visual_art_medium, Sedimentary rock, Geology, Spectroscopy
Abstract

International audience; The ChemCam campaign at the fluvial sedimentary outcrop ‘‘Shaler’’ resulted in observations of 28non-soil targets, 26 of which included active laser induced breakdown spectroscopy (LIBS), and all ofwhich included Remote Micro-Imager (RMI) images. The Shaler outcrop can be divided into seven faciesbased on grain size, texture, color, resistance to erosion, and sedimentary structures. The ChemCamobservations cover Facies 3 through 7. For all targets, the majority of the grains were below the limitof the RMI resolution, but many targets had a portion of resolvable grains coarser than 0.5 mm. The Shalerfacies show significant scatter in LIBS spectra and compositions from point to point, but several keycompositional trends are apparent, most notably in the average K2O content of the observed facies. Facies3 is lower in K2O than the other facies and is similar in composition to the ‘‘snake,’’ a clastic dike thatoccurs lower in the Yellowknife Bay stratigraphic section. Facies 7 is enriched in K2O relative to the otherfacies and shows some compositional and textural similarities to float rocks near Yellowknife Bay. Theremaining facies (4, 5, and 6) are similar in composition to the Sheepbed and Gillespie Lake members,although the Shaler facies have slightly elevated K2O and FeOT. Several analysis points within Shaler suggestthe presence of feldspars, though these points have excess FeOT which suggests the presence of Feoxide cement or inclusions. The majority of LIBS analyses have compositions which indicate that theyhttp://dx.doi.org/10.1016/j.icarus.2014.07.0250019-1035/Published by Elsevier Inc.⇑ Corresponding author.E-mail addresses: rbanderson@usgs.gov (R. Anderson), jcb36@leicester.ac.uk (J.C. Bridges), amywill@ucdavis.edu (A. Williams), ledgar1@asu.edu (L. Edgar), aollila@unm.edu (A. Ollila), josh505@unm.edu (J. Williams), marion.nach@gmail.com (M. Nachon), nicolas.mangold@univ-nantes.fr (N. Mangold), Martin.Fisk@oregonstate.edu (M. Fisk),jschiebe@indiana.edu (J. Schieber), s.gupta@imperial.ac.uk (S. Gupta), gilles.dromart@ens-lyon.fr (G. Dromart), rwiens@lanl.gov (R. Wiens), stephane.lemouelic@univ-nantes.fr (S. Le Mouélic), olivier.forni@irap.omp.eu (O. Forni), nlanza@lanl.gov (N. Lanza), amezzacappa09@students.desu.edu (A. Mezzacappa), vsautter@mnhn.fr (V. Sautter), diana.l.blaney@jpl.nasa.gov (D. Blaney), bclark@spacescience.org (B. Clark), sclegg@lanl.gov (S. Clegg), olivier.gasnault@irap.omp.eu (O. Gasnault), jeremie.lasue@irap.omp.eu (J.Lasue), rich.leveille@gmail.com (R. Léveillé), Eric.LEWIN@obs.ujf-grenoble.fr (E. Lewin), sylvestre.maurice@irap.omp.eu (S. Maurice), newsom@unm.edu (H. Newsom),dvaniman@psi.edu (D. Vaniman).Icarus 249 (2015) 2–21Contents lists available at ScienceDirectIcarusjournal homepage: www.elsevier.com/ locate/ icarusare mixtures of pyroxene and feldspar. The Shaler feldspathic compositions are more alkaline than typicalfeldspars from shergottites, suggesting an alkaline basaltic source region, particularly for the K2OenrichedFacies 7. Apart from possible iron-oxide cement, there is little evidence for chemical alterationat Shaler, although calcium-sulfate veins comparable to those observed lower in the stratigraphic sectionare present. The differing compositions, and inferred provenances at Shaler, suggest compositionally heterogeneousterrain in the Gale crater rim and surroundings, and intermittent periods of deposition

Published
2015

9. Hydrogen detection with ChemCam at Gale crater

Author

P.-Y. Meslin, Violaine Sautter, Jeffrey R. Johnson, William Rapin, N. Mangold, M. D. Dyar, S. Le Mouélic, Patrick Pinet, Olivier Forni, Sylvestre Maurice, Susanne Schröder, Ann Ollila, Agnes Cousin, Roger C. Wiens, Samuel M. Clegg, Olivier Gasnault, Marion Nachon, D. T. Vaniman, Jérémie Lasue, Laboratoire de Météorologie Dynamique (UMR 8539) (LMD), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-École des Ponts ParisTech (ENPC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département des Géosciences - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Los Alamos National Laboratory (LANL), Department of Astronomy, University of Massachusetts System (UMASS), Laboratoire de Planétologie et Géodynamique UMR6112 (LPG), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Nantes - Faculté des Sciences et des Techniques, Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Université d'Angers (UA), The University of New Mexico [Albuquerque], Technologies et systèmes d'information pour les agrosystèmes (UR TSCF), Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA), Institut de minéralogie, de physique des matériaux et de cosmochimie (IMPMC), Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR206-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), Planetary Science Institute [Tucson] (PSI), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Planétologie et Géodynamique [UMR 6112] (LPG), Université d'Angers (UA)-Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory [Laurel, MD] (APL), Institute of Meteoritics [Albuquerque] (IOM), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS), Université d'Angers (UA)-Université de Nantes - Faculté des Sciences et des Techniques, and Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR206-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Felsic, Hydrogen, chemistry.chemical_element, Mineralogy, Astronomy and Astrophysics, Context (language use), Mars Exploration Program, Astrobiology, Diagenesis, Atmosphere, chemistry, 13. Climate action, Space and Planetary Science, [SDU]Sciences of the Universe [physics], Mafic, Spectroscopy, Geology, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract

One of the main advantages of ChemCam’s LIBS (Laser-Induced Breakdown Spectroscopy) instrument onboard the Curiosity rover is its potential to detect light elements such as hydrogen at fine scales, which has never been achieved on Mars. Hydrogen lines are detected in most of the data obtained within the first 320 sols of the mission at Gale crater, Mars. This work is a description of the hydrogen signal and its variability in the ChemCam LIBS spectra; it discusses the challenges of qualitative and quantitative analysis. Data acquisition and processing steps are investigated and optimized for the detection of hydrogen on Mars. Subtraction of an appropriate dark spectrum and the deconvolution of the superimposed emission of carbon from the low-pressure CO2-dominated atmosphere are particularly important. Because the intensities of hydrogen are also affected by matrix effects, the hydrogen signal was investigated within groups of targets sharing common chemical features and similar matrices. The different groups cover a variety of rock and soil compositions encountered along the traverse (calcium sulfate veins, mafic soils, felsic, Mg-rich and Fe-rich rocks) including data from both drill holes and their tailings. Almost all these targets were found to be hydrated to variable extents. Soils have systematically higher hydrogen signals than rocks and pebbles, probably as a result of their alteration. The results from rocks suggest that various alteration processes leading to their hydration have taken place, which is consistent with the fluvial lacustrine context, the diagenetic features, and the mineralogy observed by Curiosity in Yellowknife Bay.

Published
2015

10. First detection of fluorine on Mars: Implications for Gale Crater's geochemistry

Author

Michael J. Toplis, Nina Lanza, M. D. Dyar, Sylvestre Maurice, Rhonda E. McInroy, Marion Nachon, Stéphane Le Mouélic, John Bridges, Violaine Sautter, Roger C. Wiens, Samuel M. Clegg, Nicolas Mangold, Ann Ollila, Agnes Cousin, Olivier Forni, Olivier Gasnault, Michael Gaft, Pierre-Yves Meslin, Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS), Laser Distance Spectrometry, Petah Tikva, Los Alamos National Laboratory (LANL), Laboratoire de Planétologie et Géodynamique [UMR 6112] (LPG), Université d'Angers (UA)-Université de Nantes - Faculté des Sciences et des Techniques, Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN), Chevron Energy Technology Company, Space Research Centre [Leicester], University of Leicester, Department of Astronomy, University of Massachusetts System (UMASS), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université d'Angers (UA)-Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Institut de minéralogie, de physique des matériaux et de cosmochimie (IMPMC), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR206-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institute of Meteoritics [Albuquerque] (IOM), The University of New Mexico [Albuquerque], Mount Holyoke College, Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), and Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Mineral, Geochemistry, Mineralogy, chemistry.chemical_element, Gale crater, Mars Exploration Program, Low calcium, On board, Geophysics, chemistry, 13. Climate action, Aluminosilicate, [SDU.STU.GC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geochemistry, [SDU]Sciences of the Universe [physics], Fluorine, General Earth and Planetary Sciences, High calcium, Geology
Abstract

International audience; Volatiles and especially halogens (F and Cl) have been recognized as important species in the genesis and melting of planetary magmas. Data from the Chemical Camera instrument on board the Mars Science Laboratory rover Curiosity now provide the first in situ analyses of fluorine at the surface of Mars. Two principal F-bearing mineral assemblages are identified. The first is associated with high aluminum and low calcium contents, in which the F-bearing phase is an aluminosilicate. It is found in conglomerates and may indicate petrologically evolved sources. This is the first time that such a petrologic environment is found on Mars. The second is represented by samples that have high calcium contents, in which the main F-bearing minerals are likely to be fluorapatites and/or fluorites. Fluorapatites are found in some sandstone and may be detrital, while fluorites are also found in the conglomerates, possibly indicating low-T alteration processes.

Published
2015

11. High manganese concentrations in rocks at Gale crater, Mars

Author

Horton E. Newsom, Nicolas Mangold, Craig Hardgrove, Marion Nachon, Stéphane Le Mouélic, Jeff A. Berger, Benton C. Clark, Ann Ollila, John P. Grotzinger, Noureddine Melikechi, S. Maurice, Ryan B. Anderson, Violaine Sautter, Olivier Forni, Roger C. Wiens, Samuel M. Clegg, Woodward W. Fischer, Mariek E. Schmidt, Agnes Cousin, Ralf Gellert, Nina Lanza, Los Alamos National Laboratory (LANL), Division of Geological and Planetary Sciences [Pasadena], California Institute of Technology (CALTECH), Institute of Meteoritics [Albuquerque] (IOM), The University of New Mexico [Albuquerque], Now at Chevron Energy Technology Company, US Geological Survey [Flagstaff], United States Geological Survey [Reston] (USGS), Space Science Institute [Boulder] (SSI), Department of Physics [Guelph], University of Guelph, Laboratoire de Planétologie et Géodynamique [UMR 6112] (LPG), Université d'Angers (UA)-Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Department of Earth Sciences [St. Catharines], Brock University [Canada], Department of Earth Sciences [London, ON], University of Western Ontario (UWO), ASU School of Earth and Space Exploration (SESE), Arizona State University [Tempe] (ASU), Department of Physics and Engineering, Delaware State University (DSU), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
010504 meteorology & atmospheric sciences, Geochemistry, chemistry.chemical_element, Weathering, Manganese, Mars Exploration Program, 01 natural sciences, Redox, Astrobiology, Redox indicator, Geophysics, chemistry, 13. Climate action, [SDU]Sciences of the Universe [physics], Martian surface, 0103 physical sciences, Oxidizing agent, General Earth and Planetary Sciences, Composition of Mars, 010303 astronomy & astrophysics, Geology, 0105 earth and related environmental sciences
Abstract

International audience; The surface of Mars has long been considered a relatively oxidizing environment, an ideasupported by the abundance of ferric iron phases observed there. However, compared to iron, manganeseis sensitive only to high redox potential oxidants, and when concentrated in rocks, it provides a more specificredox indicator of aqueous environments. Observations from the ChemCam instrument on the Curiosityrover indicate abundances of manganese in and on some rock targets that are 1–2 orders of magnitudehigher than previously observed on Mars, suggesting the presence of an as-yet unidentified manganese-richphase. These results show that the Martian surface has at some point in time hosted much more highlyoxidizing conditions than has previously been recognized

Published
2014

12. Volatile and Organic Compositions of Sedimentary Rocks in Yellowknife Bay, Gale Crater, Mars

Author

M. A. Meyer, Mark I. Richardson, Robert C. Anderson, Marisa C. Palucis, Sara Navarro Lopez, Rodney C. Ewing, Sanjeev Gupta, Caroline Freissinet, Edward M. Stolper, James F. Bell, M. A. Ravine, I. G. Mitrofanov, Thomas F. Bristow, Dawn Y. Sumner, Joel A. Hurowitz, Robert M. Haberle, Claire E. Newman, Andrew Steele, Muriel Saccoccio, Leslie Keely, E. Pallier, Jason P. Dworkin, Claude Geffroy, Mary A. Voytek, Michael Caplinger, Fred Goesmann, Yann Parot, Maria-Paz Zorzano Mier, A. B. Sanin, S. W. Squyres, Javier Caride Rodriguez, J. L. Griffes, Julio José Romeral-Planello, Jason Feldman, Katherine L. French, V. Sautter, Nicolas Mangold, David L. Bish, Vivian Lafaille, Michael D. Smith, François Raulin, V. Prokhorov, Gilles Berger, S. Slavney, Heather B. Franz, S. Johnstone, Susanne P. Schwenzer, Felipe Gómez, Harri Haukka, Francis A. Cucinotta, J. Hudgins, T. Cleghorn, Pascaline Francois, Alain Lepinette Malvitte, Shuai Li, Paul R. Mahaffy, K. M. Robertson, Bruce M. Jakosky, J. Guo, Juergen Schieber, Rafael Navarro-González, G. J. Flesch, Scott M. McLennan, Jennifer G. Blank, M. Carmosino, Kenneth A. Farley, Yves Langevin, P. D. Archer, A. E. Brunner, M. D. Dyar, S. Le Mouélic, V. Hipkin, Sara Alejandra Sans Fuentes, Kenneth S. Edgett, Sabrina Feldman, Gale Paulsen, Paul Herrera, Alberto G. Fairén, Kirsten L. Siebach, Jan-Peter Muller, M. J. Schoppers, Eldar Noe Dobrea, Nina Lanza, Marc Gailhanou, Genevieve Marchand, Sönke Burmeister, Craig Hardgrove, Justin N. Maki, Ari-Matti Harri, Michael C. Malin, M. J. Wolff, Roger E. Summons, H. Blau, Jacqueline Cameron, Jeff A. Berger, Didier Keymeulen, Agnes Cousin, Guillermo M. Muñoz Caro, Eric Lyness, Cedric Pilorget, Michael B. Baker, Christopher S. Edwards, M. L. Litvak, Brian M. Duston, Rebecca M. E. Williams, T. Nolan, Robert T. Downs, V. E. Hamilton, Walter Goetz, Pamela G. Conrad, J. Baroukh, Nathan T. Bridges, Meenakshi Wadhwa, Roger C. Wiens, Samuel M. Clegg, Philippe Sarrazin, L. Bleacher, Eric Lorigny, Mike Toplis, Michael H. Wong, Timothy H. McConnochie, Ian Mcewan, Kiran Patel, Mary Beth Wilhelm, John P. Grotzinger, Jeffrey E. Moersch, Michael A. Wilson, Mark Paton, I. Plante, Eric Lewin, Franck Poitrasson, Tori M. Hoehler, P. Guillemot, Mackenzie Day, David F. Blake, José Antonio Rodríguez Manfredi, G. W. Lugmair, Robert F. Wimmer-Schweingruber, Dorothy Z. Oehler, Samuel Teinturier, Bent Ehresmann, Jérémie Lasue, K. E. Herkenhoff, Daniel C. Berman, Scott VanBommel, Jeffrey R. Johnson, Emily M. McCullough, A. A. Fraeman, Ezat Heydari, Penelope L. King, K. M. Stack, Diana L. Blaney, A. Salamon, John G. Spray, L. Posiolova, Jeff Hollingsworth, David Choi, Kevin W. Lewis, B. D. Prats, Tonci Balic-Zunic, Mehdi Benna, H. M. Elliott, Jesús Martínez-Frías, R. Mueller-Mellin, William V. Boynton, Lance E. Christensen, Richard Leveille, John A. Grant, David E. Harker, J. M. Morookian, Caleb I. Fassett, S. Jacob, Donald Fay, R. Perez, Horton E. Newsom, Morten Madsen, M. G. Trainer, G. Israel, B. E. Nixon, Claude d’Uston, John E. Moores, Olivier Gasnault, Daniel J. Krysak, Vladislav Tretyakov, G. M. Perrett, Andrew D. Aubrey, L. E. Kirkland, F. Stalport, B. L. Barraclough, Alain Cros, Stephan Böttcher, Michel Cabane, William B. Brinckerhoff, Jack D. Farmer, James J. Wray, P. Y. Meslin, Arnaud Buch, Allan H. Treiman, S. C. R. Rafkin, B. C. Clark, Noureddine Melikechi, R. Jackson, Luther W. Beegle, Angela Lundberg, Bethany L. Ehlmann, William E. Dietrich, Karl Iagnemma, K. Supulver, Radu Popa, R. Zimdar, Melissa Floyd, Wesley T. Huntress, Paul B. Niles, D. M. Delapp, C. N.. Achilles, Darrell Drake, T. Nelson, Alain Gaboriaud, Verónica Peinado-Gonzalez, Edward P. Vicenzi, T. Boucher, Jennifer L. Eigenbrode, C. Tate, David J. Des Marais, F. Javier Martin-Torres, Antoine Charpentier, Chris Webster, Mildred P. Martin, Robert M. Sucharski, Lucy M. Thompson, Cyril Szopa, D. Halleaux, Antonio Molina Jurado, Richard V. Morris, Andrey Vostrukhin, Peter C. Thomas, Ara V. Nefian, Pablo Sobron Sanchez, Manuel de la Torre Juárez, B. Elliott, Hannu Savijärvi, J. Bentz, Sergey Nikiforov, S. Gordon, Shaunna M. Morrison, Jean-Luc Lacour, Günter Reitz, M. E. Newcombe, David E. Brinza, C. Yana, Gary Kocurek, L. J. Lipkaman, C. M. Garcia, Maria Genzer, Fred Calef, A. Godber, Stubbe F. Hviid, C. Donny, T. Van Beek, Ruslan O. Kuzmin, Alexander Hayes, T. S. Olson, George D. Cody, J. Martín-Soler, N. Karpushkina, John Bridges, Mercedes Jiménez, M. Lefavor, Sylvestre Maurice, H. L. K. Manning, Ralph E. Milliken, Susanne Schröder, N. Spanovich, L. J. Edwards, A. Koefoed, Roser Urqui-O'Callaghan, Eduardo Sebastian Martinez, Cary Zeitlin, Noël Stewart, David T. Vaniman, E. A. Breves, Laurent Favot, A. Varenikov, Gérard Manhès, R. B. Williams, David Martin, Steven J. Rowland, E. Boehm, Adrian P. Jones, Alexis Paillet, R. Francis, Sushil K. Atreya, Mariek E. Schmidt, David Baratoux, N. I. Boyd, Qiu-Mei Lee, I. L. ten Kate, Bernard Hallet, K. Stoiber, Vivian Z. Sun, M. R. Kennedy, Gillian M. Krezoski, Mark A. Bullock, T. Stein, Michelle E. Minitti, I. Pradler, Susan L. S. Stipp, Scott Davis, Robert O. Pepin, B. L. Ehlmann, Janne Kauhanen, Dmitry Golovin, Steve J. Chipera, Raymond E. Arvidson, Javier Gómez-Elvira, L. C. Kah, Melissa S. Rice, Isaias Carrasco Blazquez, Cécile Fabre, John J. Simmonds, Joy A. Crisp, Jens Frydenvang, Florence Tan, Julia DeMarines, S. P. Gorevan, Elizabeth B. Rampe, E. McCartney, Lauren DeFlores, K. Harshman, D. N. Harpold, J. Van Beek, Luis Mora-Sotomayor, Douglas W. Ming, Kristen E. Miller, John Campbell, Amy McAdam, L. Saper, Robert Sullivan, Lorenzo Fluckiger, Kjartan M. Kinch, Arik Posner, H. Bower, A. A. Pavlov, D. Scholes, Insoo Jun, Brigitte Gondet, Patrice Coll, Burt Baker, Donald M. Hassler, Ralf Gellert, Laurie A. Leshin, T. Siili, Gilles Dromart, Lauren A. Edgar, Ryan B. Anderson, Robert Dingler, Leon Radziemski, Jean-Baptiste Sirven, G. Weigle, Cynthia K. Little, A. Mezzacappa, Olivier Forni, A. S. Kozyrev, Edward A. Cloutis, Ashwin Vasavada, A. Behar, François Robert, D. M. Rubin, Alexey Malakhov, E. Jensen, T. C. Owen, Sebastien Hettrich, Miguel Ramos, B. Sutter, Melinda A. Kahre, Patrick Pinet, John H. Jones, Claude Brunet, B. Pavri, Nilton O. Renno, Evgeny Atlaskin, Laurent Peret, Maxim Mokrousov, David Lees, J. J. B. Avalos, Jennifer C. Stern, Ann Ollila, Josefina Torres Redondo, Miles J. Johnson, M. A. D. P. Hernandez, Daniel P. Glavin, Albert S. Yen, Christophe Agard, Jouni Polkko, Christopher P. McKay, J. Peterson, Oliver Botta, Mark T. Lemmon, Marion Nachon, K. M. Bean, Bruce A. Cantor, Jan Köhler, M. Fitzgibbon, Carlos Armiens-Aparicio, Jorge Pla-Garcia, Henrik Kahanpää, Frances Westall, Walter Schmidt, M.-H. Kim, Kenneth G. Miller, Sharon A. Wilson, S. McNair, O. Kortmann, David Grinspoon, E. M. Lee, S. Indyk, Osku Kemppinen, E. Raaen, Michael Mischna, R. S. Sletten, James B. Garvin, John M. Ward, R. L. Tokar, Paulo M. Vasconcelos, Charles Malespin, T. J. Parker, Aaron J. Sengstacken, S. Bender, Jean-Pierre Williams, F. Fedosov, Patrick Mauchien, Audrey Dupont, R. A. Yingst, David Coscia, David A. Cremers, Danika Wellington, Kenneth H. Nealson, J. K. Jensen, Martin R. Fisk, J. Joseph, Amy J. Williams, W. Brunner, NASA Johnson Space Center (JSC), NASA, NASA Goddard Space Flight Center (GSFC), Center for Research and Exploration in Space Science and Technology [GSFC] (CRESST), PLANETO - LATMOS, Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales (LATMOS), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Interuniversitaire des Systèmes Atmosphériques (LISA (UMR_7583)), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Department of Physics [Guelph], University of Guelph, Department of Atmospheric, Oceanic, and Space Sciences [Ann Arbor] (AOSS), University of Michigan [Ann Arbor], University of Michigan System-University of Michigan System, ASU School of Earth and Space Exploration (SESE), Arizona State University [Tempe] (ASU), Laboratoire de Génie des Procédés et Matériaux - EA 4038 (LGPM), CentraleSupélec, Space Science and Astrobiology Division at Ames, NASA Ames Research Center (ARC), Division of Geological and Planetary Sciences [Pasadena], California Institute of Technology (CALTECH), Jet Propulsion Laboratory (JPL), NASA-California Institute of Technology (CALTECH), Department of Astronomy [Ithaca], Cornell University [New York], Center for Earth and Planetary Studies [Washington] (CEPS), Smithsonian National Air and Space Museum, Smithsonian Institution-Smithsonian Institution, Department of Earth Science and Technology [Imperial College London], Imperial College London, United States Geological Survey [Reston] (USGS), Department of Geosciences [Stony Brook], Stony Brook University [SUNY] (SBU), State University of New York (SUNY)-State University of New York (SUNY), Rensselaer Polytechnic Institute (RPI), Princeton University, State University of New York (SUNY), Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences [MIT, Cambridge] (EAPS), Massachusetts Institute of Technology (MIT), Department of Earth and Planetary Sciences [Knoxville], The University of Tennessee [Knoxville], Instituto de Ciencias Nucleares [Mexico], Universidad Nacional Autónoma de México = National Autonomous University of Mexico (UNAM), Geophysical Laboratory [Carnegie Institution], Carnegie Institution for Science, Department of Earth and Planetary Science [UC Berkeley] (EPS), University of California [Berkeley] (UC Berkeley), University of California (UC)-University of California (UC), NOAA Earth System Research Laboratory (ESRL), National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), Lunar and Planetary Institute [Houston] (LPI), Planetary Science Institute [Tucson] (PSI), School of Earth and Atmospheric Sciences [Atlanta], Georgia Institute of Technology [Atlanta], Aalto University, Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory [Laurel, MD] (APL), Applied Research Associates, Inc. (ARA), Center for Meteorite Studies [Tempe], Ashima Research, ATOS Origin, Australian National University (ANU), Bay Area Environmental Research Institute (BAER), Big Head Endian LLC, Brock University [Canada], Brown University, Canadian Space Agency (CSA), Capgemini Consulting [Paris], Carnegie Mellon University [Pittsburgh] (CMU), Catholic University of America, Institut des Matériaux, de Microélectronique et des Nanosciences de Provence (IM2NP), Aix Marseille Université (AMU)-Université de Toulon (UTLN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de biophysique moléculaire (CBM), Université d'Orléans (UO)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES), Centro de Astrobiologia [Madrid] (CAB), Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA)-Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Madrid] (CSIC), Chesapeake Energy Corporation, Service de la Corrosion et du Comportement des Matériaux dans leur Environnement (SCCME), Département de Physico-Chimie (DPC), CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, Laboratoire d'Interaction Laser Matière (LILM), Concordia College, Moorhead, CS-Systèmes d'Information [Toulouse] (CS-SI), Delaware State University (DSU), Denver Museum of Nature and Science, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Finnish Meteorological Institute (FMI), GeoRessources, Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre de recherches sur la géologie des matières premières minérales et énergétiques (CREGU)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Géosciences Environnement Toulouse (GET), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Global Science and Technology, Inc., Honeybee Robotics Ltd, Indiana University [Bloomington], Indiana University System, Institut d'astrophysique spatiale (IAS), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Chimie des Milieux et Matériaux de Poitiers (IC2MP), Université de Poitiers-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut des Sciences de la Terre (ISTerre), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR219-PRES Université de Grenoble-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Jackson State University (JSU), Jacobs Technology ESCG, Laboratoire de Géologie de Lyon - Terre, Planètes, Environnement [Lyon] (LGL-TPE), École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Minéralogie et Cosmochimie du Muséum (LMCM), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Planétologie et Géodynamique [UMR 6112] (LPG), Université d'Angers (UA)-Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Los Alamos National Laboratory (LANL), Space Remote Sensing Group (ISR-2), Malin Space Science Systems (MSSS), Depertment of Polymer Chemistry, Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS), Max-Planck-Gesellschaft, DLR Institute of Planetary Research, German Aerospace Center (DLR), NASA Headquarters, Oregon State University (OSU), Search for Extraterrestrial Intelligence Institute (SETI), Smithsonian Institution, Department of Space Studies [Boulder], Southwest Research Institute [Boulder] (SwRI), Space Research Institute of the Russian Academy of Sciences (IKI), Russian Academy of Sciences [Moscow] (RAS), TechSource Inc., Texas A&M University [College Station], The Open University [Milton Keynes] (OU), University of Arizona, Met Office Hadley Centre for Climate Change (MOHC), United Kingdom Met Office [Exeter], Laboratory for Atmospheric and Space Physics [Boulder] (LASP), University of Colorado [Boulder], Niels Bohr Institute [Copenhagen] (NBI), Faculty of Science [Copenhagen], University of Copenhagen = Københavns Universitet (UCPH)-University of Copenhagen = Københavns Universitet (UCPH), Institute for Astronomy [Honolulu], University of Hawai‘i [Mānoa] (UHM), California Institute of Technology (CALTECH)-NASA, Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), Carnegie Institution for Science [Washington], University of California [Berkeley], University of California-University of California, Université de Toulon (UTLN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU), Université d'Orléans (UO)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lorraine (UL)-Centre de recherches sur la géologie des matières premières minérales et énergétiques (CREGU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-PRES Université de Grenoble-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR219-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry]), University of Copenhagen = Københavns Universitet (KU)-University of Copenhagen = Københavns Universitet (KU), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National d’Études Spatiales [Paris] (CNES), Laboratoire de Géologie de Lyon - Terre, Planètes, Environnement (LGL-TPE), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung = Max Planck Institute for Solar System Research (MPS), NWO-NSO: The role of perchlorates in the preservation of organic compounds on Mars, Petrology, Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Madrid] (CSIC)-Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN), and Kruch, Catherine

Subjects
Geologic Sediments, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Extraterrestrial Environment, Curiosity rover, [SDU.ASTR.EP]Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Earth and Planetary Astrophysics [astro-ph.EP], Mineralogy, [SDU.ASTR.EP] Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Earth and Planetary Astrophysics [astro-ph.EP], Mars, Sulfides, 01 natural sciences, organic compositions, Bassanite, 0103 physical sciences, Exobiology, [SDU.ASTR.SR] Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Solar and Stellar Astrophysics [astro-ph.SR], Hydrocarbons, Chlorinated, MSL, 010303 astronomy & astrophysics, 0105 earth and related environmental sciences, Total organic carbon, Martian, mudstone samples, Volatile Organic Compounds, Multidisciplinary, [SDU.ASTR.SR]Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Solar and Stellar Astrophysics [astro-ph.SR], Water, Mars Exploration Program, Carbon Dioxide, Oxygen, Bays, 13. Climate action, Rocknest, Sample Analysis at Mars, Sedimentary rock, Pyrolysis
Abstract

H 2 O, CO 2 , SO 2 , O 2 , H 2 , H 2 S, HCl, chlorinated hydrocarbons, NO, and other trace gases were evolved during pyrolysis of two mudstone samples acquired by the Curiosity rover at Yellowknife Bay within Gale crater, Mars. H 2 O/OH-bearing phases included 2:1 phyllosilicate(s), bassanite, akaganeite, and amorphous materials. Thermal decomposition of carbonates and combustion of organic materials are candidate sources for the CO 2 . Concurrent evolution of O 2 and chlorinated hydrocarbons suggests the presence of oxychlorine phase(s). Sulfides are likely sources for sulfur-bearing species. Higher abundances of chlorinated hydrocarbons in the mudstone compared with Rocknest windblown materials previously analyzed by Curiosity suggest that indigenous martian or meteoritic organic carbon sources may be preserved in the mudstone; however, the carbon source for the chlorinated hydrocarbons is not definitively of martian origin.

Published
2014

13. Pre-flight calibration and initial data processing for the Chem Cam laser-induced breakdown spectroscopy instrument on the Mars Science Laboratory rover

Author

Olivier Forni, David T. Vaniman, Noureddine Melikechi, R. Perez, Sylvestre Maurice, Horton E. Newsom, Jérémie Lasue, Diana L. Blaney, Ann Ollila, Agnes Cousin, D. M. Delapp, B. L. Barraclough, M. D. Dyar, P. Y. Meslin, Nina Lanza, Olivier Gasnault, R. L. Tokar, S. Bender, Cécile Fabre, Johan Mazoyer, Roger C. Wiens, Samuel M. Clegg, Lauren DeFlores, Ryan B. Anderson, GeoRessources, Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre de recherches sur la géologie des matières premières minérales et énergétiques (CREGU)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation en astrophysique (LESIA), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Curiosity rover, Mars, Mineralogy, [SDU.STU]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences, Laser-induced breakdown spectroscopy, 01 natural sciences, Spectral line, Analytical Chemistry, 0103 physical sciences, Partial least squares regression, Calibration, Spectral resolution, Spectroscopy, 010303 astronomy & astrophysics, Instrumentation, Remote sensing, Data processing, LIBS, Chemistry, 010401 analytical chemistry, Mars Exploration Program, Atomic and Molecular Physics, and Optics, 0104 chemical sciences, ChemCam
Abstract

International audience; The ChemCam instrument package on the Mars Science Laboratory rover, Curiosity, is the first planetary science instrument to employ laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) to determine the compositions of geological samples on another planet. Pre-processing of the spectra involves subtracting the ambient light background, removing noise, removing the electron continuum, calibrating for the wavelength, correcting for the variable distance to the target, and applying a wavelength-dependent correction for the instrument response. Further processing of the data uses multivariate and univariate comparisons with a LIBS spectral library developed prior to launch as well as comparisons with several on-board standards post-landing. The level-2 data products include semi-quantitative abundances derived from partial least squares regression. A LIBS spectral library was developed using 69 rock standards in the form of pressed powder disks, glasses, and ceramics to minimize heterogeneity on the scale of the observation (350-550 mu m dia.). The standards covered typical compositional ranges of igneous materials and also included sulfates, carbonates, and phyllosilicates. The provenance and elemental and mineralogical compositions of these standards are described. Spectral characteristics of this data set are presented, including the size distribution and integrated irradiances of the plasmas, and a proxy for plasma temperature as a function of distance from the instrument. Two laboratory-based clones of ChemCam reside in Los Alamos and Toulouse for the purpose of adding new spectra to the database as the need arises. Sensitivity to differences in wavelength correlation to spectral channels and spectral resolution has been investigated, indicating that spectral registration needs to be within half a pixel and resolution needs to match within 1.5 to 2.6 pixels. Absolute errors are tabulated for derived compositions of each major element in each standard using PLS regression. Sources of errors are investigated and discussed, and methods for improving the analytical accuracy of compositions derived from ChemCam spectra are discussed.

Published
2013

14. The ChemCam Instrument Suite on the Mars Science Laboratory (MSL) Rover: Science Objectives and Mast Unit Description

Author

Yves Langevin, Muriel Saccoccio, E. Kan, Patrick Pinet, V. Sautter, Eric Lewin, John J. Simmonds, Franck Poitrasson, R. Perez, Jérémie Lasue, Roger C. Wiens, Samuel M. Clegg, M. Lescure, Horton E. Newsom, Alain Gaboriaud, David A. Cremers, B. Faure, Bruno Dubois, B. L. Barraclough, Gilles Berger, Béatrice Sallé, Christophe Sotin, S. Le Mouélic, C. Derycke, Ph. Cais, David T. Vaniman, H. Seran, J. J. Thocaven, Kenneth E. Herkenhoff, L. Parès, Lauren DeFlores, S. Bender, Edward A. Miller, T. Gharsa, Cécile Fabre, M. Dupieux, P. Y. Meslin, Yann Parot, C. P. McKay, Olivier Forni, Diana L. Blaney, Driss Kouach, B. Dingler, Michel Berthé, Patrick Mauchien, Gérard Manhès, Alexis Paillet, E. Durand, Jean-Luc Lacour, B. Quertier, Gilles Dromart, G. Orttner, Jean-Baptiste Sirven, R. Stiglich, Daniel Limonadi, L. E. Kirkland, N. Striebig, Alain Cros, B. C. Clark, Agnès Cousin, L. C. d'Uston, Michael J. Toplis, John D. Bernardin, Nicolas Mangold, M. Bouyé, Sylvestre Maurice, Nathan T. Bridges, Y. Michel, Olivier Gasnault, David Baratoux, Centre d'étude spatiale des rayonnements (CESR), Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Planétologie et Géodynamique [UMR 6112] (LPG), Université d'Angers (UA)-Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Services communs OMP (UMS 831), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), FORMATION STELLAIRE 2012, Laboratoire d'astrodynamique, d'astrophysique et d'aéronomie de bordeaux (L3AB), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire aquitain des sciences de l'univers (OASU), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux [Pessac] (LAB), Université de Bordeaux (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB), Lockheed Martin Corporation, Franche-Comté Électronique Mécanique, Thermique et Optique - Sciences et Technologies (UMR 6174) (FEMTO-ST), Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Ecole Nationale Supérieure de Mécanique et des Microtechniques (ENSMM)-Université de Franche-Comté (UFC), Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Spectroscopie de l'atmosphère, Service de Chimie Quantique et Photophysique, Université libre de Bruxelles (ULB), Institut d'astrophysique spatiale (IAS), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF), Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-IPG PARIS-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université de La Réunion (UR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Interaction Laser Matière (LILM), Département de Physico-Chimie (DPC), CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, Laboratoire de Météorologie Dynamique (UMR 8539) (LMD), Département des Géosciences - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École des Ponts ParisTech (ENPC)-École polytechnique (X)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), Laboratoire de Physique Théorique et Hautes Energies (LPTHE), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Jet Propulsion Laboratory (JPL), NASA-California Institute of Technology (CALTECH), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire aquitain des sciences de l'univers (OASU), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux [Pessac] (LAB), Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Ecole Nationale Supérieure de Mécanique et des Microtechniques (ENSMM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Franche-Comté (UFC), Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National d’Études Spatiales [Paris] (CNES), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université de La Réunion (UR)-Institut de Physique du Globe de Paris (IPG Paris)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-École des Ponts ParisTech (ENPC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département des Géosciences - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)

Subjects
Optical fiber, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Chemical composition, Mars, Field of view, 01 natural sciences, law.invention, Telescope, Optics, law, 0103 physical sciences, Planetary surfaces, 010303 astronomy & astrophysics, Spectroscopy, 0105 earth and related environmental sciences, Remote sensing, LIBS, Pixel, Spectrometer, business.industry, [SDU.ASTR.SR]Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Solar and Stellar Astrophysics [astro-ph.SR], Astronomy and Astrophysics, Mars Exploration Program, Laser, Space and Planetary Science, Rocknest, business, Instruments, Geology
Abstract

International audience; ChemCam is a remote sensing instrument suite on board the "Curiosity" rover (NASA) that uses Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) to provide the elemental composition of soils and rocks at the surface of Mars from a distance of 1.3 to 7 m, and a telescopic imager to return high resolution context and micro-images at distances greater than 1.16 m. We describe five analytical capabilities: rock classification, quantitative composition, depth profiling, context imaging, and passive spectroscopy. They serve as a toolbox to address most of the science questions at Gale crater. ChemCam consists of a Mast-Unit (laser, telescope, camera, and electronics) and a Body-Unit (spectrometers, digital processing unit, and optical demultiplexer), which are connected by an optical fiber and an electrical interface. We then report on the development, integration, and testing of the Mast-Unit, and summarize some key characteristics of ChemCam. This confirmed that nominal or better than nominal performances were achieved for critical parameters, in particular power density (>1 GW/cm2). The analysis spot diameter varies from 350 μm at 2 m to 550 μm at 7 m distance. For remote imaging, the camera field of view is 20 mrad for 1024×1024 pixels. Field tests demonstrated that the resolution (˜90 μrad) made it possible to identify laser shots on a wide variety of images. This is sufficient for visualizing laser shot pits and textures of rocks and soils. An auto-exposure capability optimizes the dynamical range of the images. Dedicated hardware and software focus the telescope, with precision that is appropriate for the LIBS and imaging depths-of-field. The light emitted by the plasma is collected and sent to the Body-Unit via a 6 m optical fiber. The companion to this paper (Wiens et al. this issue) reports on the development of the Body-Unit, on the analysis of the emitted light, and on the good match between instrument performance and science specifications.

Published
2012

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