Оценка массовой доли воды в реголите Марса на основе данных мониторинга нейтронного излучения поверхности прибором ДАН на борту марсохода "Кюриосити" тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Никифоров Сергей Юрьевич

• Никифоров Сергей Юрьевич
• кандидат наук
• 2023

Оглавление диссертации кандидат наук Никифоров Сергей Юрьевич

Введение

Глава 1. Обзор методов и результатов исследований планет и небесных тел методами ядерной физики

1. 1 Актуальность вопроса о распространенности воды в реголите современного Марса

1.2 Физические основы ядерных планетных измерений

1.3 Приборы ХЕНД и ФРЕНД по орбитальному картографированию нейтронного излучения Марса

1.3.1 Прибор ХЕНД

1.3.2 Прибор ФРЕНД

1.4 Научная миссии НАСА «Марсианская Научная Лаборатория»

Глава 2. Описание научного эксперимента Динамическое Альбедо Нейтронов

2.1 Эксперимент ДАН

2.2 Описание блока ДАН-ИНГ

2.3 Описание блока ДАН-ДЭ и формата данных

2.4 Метод оценки распределения воды по данным измерений прибора ДАН с нейтронным генератором

2.5 Возможность оценки распределения воды по данным мониторинга нейтронного излучения прибором ДАН

2.6 Выводы

Глава 3. Оценка нейтронного фона на Марсе при измерениях прибором ДАН

3.1 Описание радиоизотопного генератора марсохода «Кюриосити»

3.2 Описание проведения калибровок ДАН в составе марсохода на Земле

3.3 Выводы

Глава 4. Обработка данных мониторинга нейтронного излучения прибором ДАН

4.1 Пространственная привязка мониторинговых измерений ДАН

4.2 Параметр измерений нейтронного альбедо прибором ДАН

4.3 Примеры использования параметра Боам в измерениях прибора ДАН

4.4 Выводы

Глава 5. Сравнение методов оценки содержания воды вдоль трассы движения марсохода

5.1 Метод использования численного моделирования для оценки содержания воды в марсианском реголите

5.2 Сравнение результатов активных измерений с методом К. Тейта в оценке воды по данным нейтронного мониторинга прибора ДАН

5.3 Оценка различия в оценке воды по результатам применения двух методов

5.4 Выводы

Глава 6. Метод оценки содержания воды на основе данных мониторинга нейтронного излучения с использованием результатов активных измерений

6.1 Описание метода оценки содержания воды по данным мониторинга нейтронного излучения с использованием результатов активных измерений

6.2 Сопоставление результатов оценки содержания воды по активным и мониторинговым результатам измерений

6.3 Выбор значений содержания хлора при реализации предлагаемого метода оценки воды

6.3.1 Случай длительнопериодичного изменения хлора

6.3.2 Случай короткопериодичного изменения хлора

6.3.3 Случай оценки хлора по результатам других научных приборов

6.4 Выводы

Глава 7. Результаты применения предложенного метода оценки воды по данным прибора ДАН для изучения локальных особенностей вариаций воды в кратере Гейл

7.1 Оценка воды по результатам данных мониторинга нейтронного излучения Марса прибором ДАН

7.2 Результаты измерений в области Violet Valley района Kimberley

7.3 Результаты измерений в области хребта Vera Rubin

7.4 Выводы

Глава 8. Каталогизация данных эксперимента ДАН по оценке содержания воды и хлора вдоль пути следования марсохода «Кюриосити» в кратере Гейл

8.1 Представление данных прибора ДАН в виде отдельных пикселей для анализа измерений вдоль трассы движения марсохода

8.2 Сопоставление пикселей научных данных прибора ДАН и геологических регионов, для выбора оценки значений эквивалентного хлора

8.3 Каталог представленных пикселей научных данных прибора ДАН

8.4 Выводы

Заключение

ПЕРЕЧЕНЬ ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А. КАТАЛОГ НАУЧНЫХ ДАННЫХ ПРИБОРА ДАН

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Оценка массовой доли воды в реголите Марса на основе данных мониторинга нейтронного излучения поверхности прибором ДАН на борту марсохода "Кюриосити"»

Введение

Актуальность темы исследования. Исследования Солнечной системы с помощью автоматических станций позволяют получить уникальные знания о планетах. В первую очередь такие исследования проводятся для понимания начальных условий образования и дальнейшей эволюции планет до их современного состояния. Именно на это направлены современные исследования Луны, планет и малых тел Солнечной системы с помощью космических аппаратов, работающих как на орбите, так и на поверхности. В частности, исследования, направленные на изучение распространенности воды на объектах Солнечной системы, важны для понимания основных этапов возникновения и эволюции планет земной группы [1-10].

Современные космические исследования планеты Марс показали, что в прошлом Марс был таким же влажным и тёплым, как ранняя Земля [13, 14]. В то время эти две планеты имели схожие природные условия: плотную атмосферу, сильное магнитное поле и водные резервуары на поверхности. Если природные условия на Земле принципиально не изменились, то формирование Марса пошло другим путем. Согласно современным представлениям, большая часть исходной марсианской воды испарилась, а основная масса ранней марсианской атмосферы рассеялась в космическое пространство [56].

Однако на современном Марсе вода по-прежнему остаётся важной составляющей природной среды. Космические аппараты, работающие на орбите и на поверхности Марса, подтверждают ее наличие в веществе планеты. Вода в реголите планеты присутствует в форме адсорбированных молекул заполняя свободный объем между частицами реголита [1]. Вода также содержится в составе гидратированных минералов [14]. Вероятно, они образовались в обширных водоемах молодого Марса, которые вполне могли бы быть средой возникновения примитивной жизни на «красной планете», как это случилось в аналогичных

водоемах ранней Земли. Локальные районы современного Марса с повышенным содержанием воды представляют особый интерес для проведения детальных исследований, так как их вещество могло сформироваться на дне водоемов в ранние эпохи «влажного» Марса и сохранить образовавшиеся в то время сложные молекулярные соединения, возможно предбиологического происхождения.

На поверхности Марса вода также присутствует в виде слоистых отложений льда на полярных шапках и в составе реголита [7]. Относительно недавно были обнаружены локальные ледники в глубоких каньонах на умеренных широтах [9, 12]. Совсем небольшое наличие водяного пара также наблюдается в атмосфере [13]. В целом, распределение воды в веществе современного Марса характеризует особенности гидрологической эволюции планеты, а также современные процессы взаимодействия литосферы и атмосферы. Наряду с современными исследованиями в интересах фундаментальной науки, Луна и Марс рассматриваются как наиболее вероятные кандидаты для будущих внеземных поселений. В дальней перспективе Марс рассматривается как наиболее подходящий кандидат для экспансии человечества в Солнечную систему. Его общая площадь приблизительно равна площади земной суши, хотя плотность современной атмосферы составляет порядка 1% от земной.

Таким образом, гидрологическая разведка соответствует актуальным стратегическим целям марсианских космических исследований. В частности, эти цели определили исследовательские задачи миссии марсохода НАСА «Кюриосити» по подтверждению наличия на раннем Марсе природных условий, необходимых для возникновения и поддержания примитивной жизни (см. напр. [15, 16]). Учитывая, что одним из таких условий является наличие воды, на борту марсохода установлен прибор Динамическое Альбедо Нейтронов (ДАН) [17], — первый космический прибор, в котором для оценки распределения воды в составе вещества применяются методы нейтронного каротажа.

Тема данной диссертационной работы соответствует указанной стратегической цели. Диссертация посвящена разработке и практическому применению методов изучения нейтронного излучения поверхности Марса с целью оценки массовой доли воды в его реголите. В работе представлены результаты анализа данных мониторинга измерений собственного нейтронного излучения Марса прибором ДАН. Этот анализ, осуществлённый на основе известных ранее и предложенного автором методов, выполнен с целью оценки содержания воды в верхних слоях реголита Марса вдоль трассы движения марсохода в кратере Гейл.

Тема представленного исследования является актуальной. Она непосредственно связана с выполнением текущей программы научных измерений на борту действующего в настоящее время марсохода «Кюриосити». Предложен новый метод обработки данных, который является эффективным и значительно расширяет научные возможности прибора ДАН. Полученные результаты оценки содержания воды в реголите, представленные в данной работе, принимаются во внимание при планировании научных исследований на борту марсохода. Впоследствии эти результаты могут быть применены как при подготовке, так и при проведении будущих экспериментов по изучению Марса, Луны, планет и малых тел Солнечной системы.

Предметом исследования данной работы является разработка и реализация методов оценки содержания воды в приповерхностном слое вещества Марса на основе измерений научным прибором ДАН альбедного потока нейтронов с его поверхности. Эти методы применяются для оценки распространенности воды в реголите Марса на дне кратера Гейл вдоль трассы движения марсохода «Кюриосити» на основе анализа данных измерений эксперимента ДАН в режиме мониторинга нейтронного излучения поверхности Марса. Значения массовой доли воды в реголите представлены в виде Каталога, в котором для элементарных

участков поверхности вдоль всей трассы движения марсохода представлены оценки массовой доли воды в их веществе.

Исследования в рамках диссертационной работы были проведены по теме «Освоение» (№ 122042500014-1) в отделе «Ядерной планетологии» Института космических исследований РАН. Предмет исследований данной диссертационной работы увязан с общей исследовательской программой отдела. Исследования по теме диссертации основаны на таких ранее полученных результатах, как орбитальные исследования собственного нейтронного излучения Марса в экспериментах с приборами ХЕНД и ФРЕНД, в которых были получены экспериментальные доказательства наличия значительной массы воды в верхних слоях реголита современного Марса [2, 5, 6]. Выполненные при подготовке диссертации исследования неразрывно связаны с параллельно проводимыми исследованиями по активному нейтронному зондированию верхнего слоя вещества Марса в районе кратера Гейл прибором ДАН с борта марсохода «Кюриосити» [18, 19, 20].

Условия проведения и предпосылки научного исследования. В качестве района научных исследований с борта «Кюриосити» марсианской научной общественностью был выбран приэкваториальный кратер Гейл, поверхность которого по мнению планетологов в прошлом была дном марсианского озера [15, 21]. Российский прибор ДАН был включен в состав комплекса научной аппаратуры марсохода для измерения массовой доли воды в веществе в месте нахождения аппарата. На основе анализа данных измерений этого прибора определяются участки вдоль трассы движения, в которых содержание воды в реголите достигает высоких значений. Такие участки становятся предметом детальных исследований всеми приборами на борту «Кюриосити» [22-26].

Основная физическая идея космического эксперимента ДАН основана на применении методики импульсного нейтронного каротажа для изучения свойств

марсианского реголита на основе регистрации нейтронного послесвечения после облучения поверхности короткими импульсами нейтронов высоких энергий [20]. Прибор ДАН имеет в составе импульсный нейтронный генератор с вакуумной трубкой, который облучает поверхность импульсами нейтронов с энергией 14 МэВ, длительностью около 2 микросекунд и частотой до 10 Гц. Нейтронное послеимпульсное излучение поверхности (так называемое динамическое альбедо нейтронов) регистрируют два детектора на основе пропорциональных счетчиков, заполненных газом 3Не. Один из них регистрирует нейтроны в тепловом и эпитепловом диапазонах, а второй - только в эпитепловом диапазоне с энергиями выше 0,4 эВ вследствие упаковки в оболочки из кадмия (термин эпитепловой означает над-тепловой). Таким образом, данные измерений двух детекторов позволяют оценить поток послеимпульсного излучения как для тепловых, так и дня эпитепловых нейтронов. Такой режим работы прибора называется режимом активных измерений [27]. Кроме того, прибор ДАН предоставляет возможность оценки поверхностного нейтронного излучения без использования генератора, в таком случае этот режим называется пассивным. Такое излучение возникает под воздействием галактических космических лучей (ГКЛ) и нейтронов, которые испускаются радиоизотопным термоэлектрическим генератором (РИТЭГ) марсохода [15].

Результаты активных измерений прибора ДАН показали высокую эффективность нейтронного зондирования для изучения состава приповерхностного слоя планеты [18, 19, 20]. На основе анализа данных активного нейтронного зондирования впервые в практике космических исследований были получены прямые оценки содержания воды и элементов с большим сечением поглощения нейтронов (главным образом, хлора и железа) в подповерхностном слое Марса, а также были обнаружены отдельные участки поверхности, в которых содержание воды оказалось неоднородным по глубине [20]. Совместный анализ данных активных измерений прибора ДАН с данными, полученными другими приборами, позволил существенно продвинуться в понимании происхождении

вещества на дне кратера Гейл, в выяснении геологических процессов формирования его морфологической структуры.

Однако существенной особенностью измерений прибора ДАН в активном режиме является запрет на работу генератора во время движения марсохода. Этот запрет обусловлен исключением сбоев в блоке управления марсохода под воздействием интенсивного потока нейтронов от генератора, поэтому сеансы активных измерений производятся только на остановках марсохода. Эти точки могут быть удалены друг от друга на несколько сотен метров. При этом диаметр «пятна» нейтронного зондирования в одном активном измерении составляет около 3 метров, поэтому суммарная доля поверхности полосы поверхности вдоль трассы движения марсохода, которая зондируется прибором ДАН в активном режиме, составляет всего около 9% от ее полной площади [27].

В представленной диссертационной работе показано, что прибор ДАН также позволяет проводить оценку массовой доли воды в реголите на основе мониторинга нейтронного излучения вещества поверхности в пассивном режиме. Нейтронное излучение марсианской поверхности под воздействием энергичных заряженных частиц ГКЛ возникает в ядерных реакциях в верхнем слое вещества планеты. Вторичные нейтроны от ГКЛ имеют начальную энергию около 10 - 20 МэВ, и степень их замедления до выхода с поверхности определяется массовой долей водорода в веществе.

РИТЭГ содержит около 4 кг плутония-238, который испускает поток нейтронов с энергиями около 1,3 МэВ [28]. Эти нейтроны также взаимодействуют с ядрами вещества поверхности и замедляются в нем с эффективностью, которая также зависит от доли в веществе ядер водорода.

Эти ядра присутствуют в веществе в составе молекулы воды Н2О или гидроксильной группы ОН. Поэтому измерение соотношения между потоками эпитепловых и тепловых нейтронов с поверхности позволяет оценить концентрацию водорода и отсюда определить массовую долю воды в реголите.

Детекторы тепловых и эпитепловых нейтронов прибора ДАН работают практически постоянно как во время движения, так и во время стоянок. Данные их измерений в пассивном режиме сопровождают каждый пройденный марсоходом отрезок пути.

Возможность использования данных мониторинга в режиме пассивных измерений прибора ДАН для оценки содержания воды в реголите явилась основной предпосылкой проведения исследования в данной диссертационной работе [72 (СН5)]. Проведенный при подготовке диссертации анализ этих данных позволил существенно, в ~10 раз, дополнить результаты активных измерений ДАН, полученные только в точках остановок, находящихся на значительном удалении друг от друга [74 (СН6)].

Цели и задачи исследования. Основной целью данной диссертационной работы является разработка высокоэффективного метода обработки данных мониторинга нейтронного излучения поверхности Марса, без использования генератора. Этот метод будет применяться для оценки содержания воды в реголите. Кроме того, в рамках работы разработанный метод был успешно использован для анализа данных измерений и выделения областей с аномальным содержанием воды вдоль трассы марсохода НАСА «Кюриосити» за девять лет работы.

Для достижения указанных целей в рамках представленного диссертационного исследования были решены следующие научные задачи:

ЗАДАЧА 1: Проведение наземной физической калибровки прибора ДАН с целью измерения темпов счета в его детекторах от нейтронного излучения радиоизотопного источника РИТЭГ на борту марсохода «Кюриосити». Построение профиля пространственной переменчивости альбедного нейтронного излучения вдоль пути движения марсохода.

ЗАДАЧА 2: Анализ предложенного ранее метода и разработка нового, более точного и надежного, метода анализа данных прибора ДАН в режиме мониторинга нейтронного излучения Марса для оценки массовой доли воды в реголите вдоль пути движения марсохода «Кюриосити».

ЗАДАЧА 3: Построение профиля пространственной переменности нейтронного излучения в тепловом и эпитепловом энергетических диапазонах от марсианского реголита с пространственным разрешением 3 метра вдоль трассы движения марсохода.

ЗАДАЧА 4: Изучение общих свойств распределения воды в реголите вдоль трассы марсохода. Поиск и отождествление районов с необычным содержанием воды в кратере Гейл. Построение Каталога и общедоступной базы данных для массовой доли воды в реголите вдоль трассы.

Научная и практическая значимость. Представленное исследование является частью программы международного сотрудничества Государственной корпорации «Роскосмос» с НАСА (США) в рамках Федеральной космической программы.

Полученные в диссертационной работе результаты имеют значительную научную и практическую значимость:

Во-первых, полученные оценки содержания воды в реголите вдоль трассы движения марсохода представлены в публичном доступе (официальный сайт отдела «Ядерной планетологии», np.cosmos.ru/; научный архив «Zenodo», БОГ 10.5281/zenodo.6974535). Это позволяет любому заинтересованному участнику космических исследований использовать эти данные для анализа. В частности, эти данные используются участниками проекта «Кюриосити» при планировании исследований на борту.

Во-вторых, успешный опыт получения и обработки экспериментальных данных мониторинга нейтронного излучения поверхности Марса прибором ДАН будет способствовать разработке концепции перспективных ядерно-физических экспериментов на борту мобильных исследовательских аппаратов на поверхности Марса, так и на поверхности Луны.

Очевидно, что наличие экспериментальных знаний о содержании воды в реголите наиболее интересных районов Марса являются важным условием для продолжения изучения этой планеты и для планирования перспективных научных проектов на автоматических исследовательских аппаратах, а также проектов по пилотируемым экспедициям на «красную планету». В отдаленной перспективе знания о водных ресурсах Марса станут основой для реализации программы терраформирования и колонизации этой планеты.

Автор диссертационной работы является членом научной группы космического эксперимента ДАН на борту аппарата НАСА «Кюриосити» и участвует в оперативном управлении проведением этого эксперимента, используя предложенный метод по оценке содержания воды для планирования работ марсохода на поверхности Марса. Автором регулярно проводится оценка содержания воды в верхнем слое поверхности Марса вдоль новых участков трассы марсохода на основе анализа данных научных измерений прибора ДАН, а также автор занимается подготовкой научных данных эксперимента для архива НАСА (NASA PDS) с целью их доступности исследовательскому сообществу [29, 30].

Научная новизна. Все научные ЗАДАЧИ 1-4 диссертационного исследования являются новыми, полученные в них результаты определяют современный уровень развития космической науки в области ядерной планетологии. Конкретные элементы научной новизны представленного диссертационного исследования состоят в следующем:

1) Впервые получены оценки потока собственного нейтронного излучения поверхности Марса на дне кратера Гейл под воздействием ГКЛ и от РИТЭГ марсохода.

2) Впервые построен пространственный профиль содержания воды в веществе Марса вдоль трассы движения марсохода протяженностью 27 км.

Основные результаты, выносимые на защиту:

(Р1) Получены значения для потока нейтронов от поверхности Марса под воздействием галактических космических лучей и излучения радиоизотопного генератора на борту марсохода с использованием данных наземных физических калибровок прибора ДАН [40 (СН1)]. Была проведена обработка и пространственная привязка научных данных, полученных с помощью прибора ДАН [72 (СН5)].

(Р2) Была экспериментально доказана возможность использования данных мониторинга потока нейтронов от Марса прибором ДАН для оценок массовой доли воды в реголите [67, 68, 69 (СН2, СН3, СН4)]. Предложен новый метод оценки массовой доли воды на основе данных мониторинга нейтронного излучения поверхности с учетом данных активного нейтронного зондирования вещества поверхности [72 (СН5)]. Данный метод используется в настоящее время для анализа данных измерений эксперимента ДАН.

(Р3) На основе применения представленного метода получены оценки массовой доли воды в марсианском реголите вдоль трассы марсохода с пространственным разрешением около 3 метров [72 (СН5)].

(Р4) Показано, что среднее значение массовой доли воды вдоль этого участка трассы составляет (2,6 ± 0,7) %. Обнаружены локальные районы на дне кратера Гейл, где массовая доля воды в верхнем слое поверхности близка к нулю, а также локальные районы с высокой массовой долей воды, достигающей 6 % [72 (СН5)].

Подготовлен и опубликован Каталог данных измерений массовой доли воды и хлора в районах остановок и вдоль трассы движения марсохода протяженностью 27 км [74 (СН6)].

Все указанные результаты опубликованы. Для каждого из указанных выше результатов (Р1) - (Р4) личный вклад автора является преобладающим.

Автор оценил компоненту фонового нейтронного излучения на поверхности Марса от РИТЭГ на основе данных калибровочных измерений, выполненных на территории США совместно с американскими участниками эксперимента ДАН (ЗАДАЧА 1, [40 (СН1)]).

Автор принимал участие в разработке метода для оценки массовой доли воды на основе данных мониторинга нейтронного излучения поверхности, предложенного в (ЗАДАЧА 2, [67 - 69 (СН2 - СН4)]). На основе проведенного критического анализа предложенного метода, автором был разработан более эффективный и достоверный способ оценки массовой доли воды, который сейчас используется в эксперименте ДАН (ЗАДАЧА 2, [72 (СН5)]).

Автор провел обработку данных мониторинга собственного нейтронного излучения Марса прибором ДАН, выполнил привязку измерений к координатам на поверхности и построил пространственный профиль переменности потока с разрешением 3 метра вдоль всей трассы движения марсохода (ЗАДАЧА 3, [72 (СН5)]).

Автор получил оценки содержания воды в веществе приповерхностного слоя планеты вдоль всей трассы движения марсохода с разрешением 3 метра от места посадки до отметки расстояния 27 км. Им были обнаружены участки на трассе с минимальным и максимальным содержанием воды в реголите (ЗАДАЧА 4, [72 (СН5), 74 (СН6)]).

Автор является основным составителем Каталога данных измерений массовой доли воды в районах остановок и вдоль трассы движения марсохода протяженностью 27 км (ЗАДАЧА 4, [74 (CH6)]).

Достоверность полученных результатов. В рамках представленного исследования были получены результаты оценки массовой доли воды для участков поверхности Марса на основе данных измерений нейтронного альбедо прибором ДАН. Данные результаты были сопоставлены с аналогичными оценками, независимо полученными для этих же участков на основе данных активного нейтронного зондирования с использованием импульсного нейтронного генератора. Также, была обнаружена связь между повышенным содержанием воды на поверхности марсианского кратера по данным прибора ДАН, и присутствием полигидратированных сульфатов, обнаруженных в орбитальном эксперименте CRISM [48]. Сравнение показало хорошее согласие между этими оценками, что подтверждает высокую достоверность полученных результатов.

Апробация полученных результатов. Результаты, представленные в диссертации, прошли достаточно детальную апробацию. Эти результаты докладывались лично автором на семинарах отдела Ядерной планетологии ИКИ РАН, Лаборатории нейтронной физики ОИЯИ, а также на следующих российских и международных конференциях и симпозиумах:

- Lunar and Planetary Science Conference, The Woodlands, Texas, USA (2023, 2022, 2021, 2020, 2019, 2018, 2017, 2016, 2015);

- European Geosciences Union General Assembly, Vienna, Austria (2021, 2020, 2019, 2018, 2016);

- Конференция Молодых Ученых, ИКИ РАН, Москва, Россия (2023, 2022, 2021, 2019, 2014, 2013);

- Moscow Solar System Symposium, ИКИ РАН, Москва, Россия (2021, 2020, 2019, 2017, 2016);

- European Planetary Science Congress, Berlin, Germany (2020, 2018);

- COSPAR Scientific Assembly (2022, 2018, 2014);

- American Geophysical Union, Fall Meeting, California, USA (2015, 2014);

- International Conference on Mars, Pasadena, California, USA (2014)

Публикации. Диссертация подготовлена на основании 6 научных статей [СН1] - [СН6], которые были опубликованы в реферируемых международных журналах уровня Q1 и включены в международные базы данных Web of Science и/или Scopus. Все результаты, выносимые на защиту, были получены лично автором диссертации.

Работа [72 (СН5)], опубликованная в журнале «Icarus» в 2020 году, была награждена премией «Лучшая работа, выполненная молодыми учёными» на конкурсе научных работ Института космических исследований РАН.

Автор диссертации - соавтор 41 научной статьи в рецензируемых научных журналах, включая 14 публикаций в высокорейтинговом журнале «Science». Его индекс Хирша, согласно данным ресурса Scopus, составляет 18. Кроме того, автор получил три грамоты НАСА за успешное участие в проекте «MSL Science and Operation Team».

Глава 1. Обзор методов и результатов исследований планет и небесных тел

методами ядерной физики

Данная диссертационная работа представляет результаты использования методов ядерной планетологии в изучении вопроса распределения воды в верхнем слое реголита Марса. Под верхним слоем понимается глубина порядка 50 сантиметров. В работе предложен метод обработки и выполнен анализ данных, полученных по результатам мониторинга нейтронного излучения поверхности Марса прибором Динамическое Альбедо Нейтронов входящего в состав полезной нагрузки марсохода НАСА «Кюриосити».

Задачами данной диссертационной работы являются разработка нового метода анализа данных, полученных при нейтронном мониторинге в эксперименте ДАН без использования нейтронного генератора, и демонстрация его эффективности путем построения непрерывного профиля распределения воды в верхнем слое реголита Марса вдоль маршрута движения марсохода «Кюриосити» в кратере Гейл.

Работа по теме диссертации также основывается на результатах, полученных в ходе орбитальных исследований нейтронного излучения Марса в таких экспериментах как ХЕНД [5, 6, 7] и ФРЕНД [8, 9, 12], которые уже много лет проводят измерения на орбите Марса. В основе экспериментов, которые были перечислены выше, используются принципы ядерной планетологии для изучения поверхностей планет, а потому они разделяют общие принципы методики измерений и обработки данных.

Методы ядерной физики, результаты которых представлены в этой работе, широко применяются в исследованиях поверхностей планет и малых тел Солнечной системы. Такие измерения предоставляют уникальную информацию о химическом составе верхних слоев поверхностей планет.

Одним из основных приложений этих методов является исследование распределения воды в планетарном веществе [1, 5, 11]. Вода критически важна для жизни, поэтому ее наличие или отсутствие в реголите может быть ключевым фактором для понимания благоприятности небесного тела для посадочных миссий или исследований.

Также следует отметить, что использование ядерно-физических методов для исследования поверхностей планет и малых тел Солнечной системы не ограничивается только исследованием верхних слоев вещества. Эти методы активно используются в изучении структуры и композиции атмосфер планет, поиске минералов и распределении элементов внутри твердых тел, и могут иметь широкое применение в будущих космических программах [32, 33].

1.1 Актуальность вопроса о распространенности воды в реголите

современного Марса

Марс сегодня, вместе с Луной, является одним из наиболее перспективных объектов исследования в краткосрочной перспективе в пределах Солнечной системы. Современные научные данные указывают, что формирование Марса и Земли произошло по схожему сценарию. В прошлом обе планеты обладали плотной атмосферой и жидкой водой на своей поверхности. Однако масштабные события на Марсе, произошедшие около 4 миллиардов лет назад, привели к климатическим изменениям, а плотная атмосфера улетучилась с поверхности. Как результат, в настоящее время, Марс превратился в сухую пустыню с очень разреженной атмосферой, которая сохранилась до наших дней. Несмотря на это, Марс остается самым похожим на Землю объектом в Солнечной системе [13, 34].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Никифоров Сергей Юрьевич, 2023 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Boynton, W. V., [et al.]. Distribution of hydrogen in the near surface of Mars: Evidence for subsurface ice deposits // Science - 2002 - 297(5578) - 81-85. DOI: 10.1126/science. 1073722

2. Boynton, W. V., [et al.]. The Mars Odyssey Gamma-Ray Spectrometer instrument suite // Space Sci. Rev. - 2004 - 110(1/2) - 37-83. DOI: 10.1023/B:SPAC.0000021007.76126.15

3. Feldman, W. C, [et al.]. Global Distribution of Neutrons from Mars: Results from Mars Odyssey // Science - 2002 - 297(5578) - 75-78. DOI: 10.1126/science.1073541

4. Маров, М. Я. Планеты Солнечной системы // URSS - Изд. 3 - 2020 - 320 с -ISBN 978-5-9710-7457-1.

5. Mitrofanov, I. G., [et al.]. Soil Water Content on Mars as Estimated from Neutron Measurements by the HEND Instrument Onboard the 2001 Mars Odyssey Spacecraft // Sol. Syst. Res. - 2004 - 38(4) - 253-257. DOI: 10.1023/B : S0LS.0000037461.70809.45

6. Mitrofanov, I. G., [et al.]. CO2snow depth and subsurface water-ice abundance in the northern hemisphere of Mars // Science - 2003 - 300(5628) - 2081-2084. DOI: 10.1126/science. 1084350

7. Mitrofanov, I. G., [et al.]. Maps of subsurface hydrogen from the High Energy Neutron Detector, Mars Odyssey // Science - 2002 - 297(5578) - 78-81. DOI: 10.1126/science. 1073616

8. Mitrofanov, I. G., [et al.]. Fine Resolution Epithermal Neutron Detector (FREND) Onboard the ExoMars Trace Gas Orbiter // Space Sci. Rev. - 2018 -214(5) - 86. DOI: 10.1007/s11214-018-0522-5

9. Mitrofanov, I. G., [et al.]. The evidence for unusually high hydrogen abundances in the central part of Valles Marineris on Mars // Icarus - 2022 - 374 - 114805. DOI: 10.1016/j.icarus.2021.114805

10. Maurice, S., [et al.]. Mars Odyssey neutron data: 1. Data processing and models of water-equivalent-hydrogen distribution // JGR - 2011 - 116(E11) - E11008. DOI: 10.1029/2011JE003 810

11 Sanin, A. B., [et al.]. Hydrogen distribution in the lunar polar regions // Icarus -2017 - 283 - 20-30. DOI: 10.1016/j.icarus.2016.06.002

12. Malakhov, A. V., [et al.]. Ice Permafrost "Oases" Close to Martian Equator: Planet Neutron Mapping Based on Data of FREND Instrument Onboard TGO Orbiter of Russian-European ExoMars Mission // Astron. Lett. - 2020 - 46(6) -407-421. DOI: 10.1134/S1063773720060079

13. Abramov, O., Kring, D. A. Impact-induced hydrothermal activity on early Mars // J. Geophys. Res. E: Planets - 2005 - 110 (12) - 1-19. DOI: 10.1029/2005JE002453

131

14. Bibring, J.-P., [et al.]. Global Mineralogical and Aqueous Mars History Derived from OMEGA/Mars Express Data // Science - 2006 - 312 (5772) - 400-404. DOI: 10.1126/science. 1122659

15. Grotzinger, J. P., [et al.]. Mars Science Laboratory Mission and Science Investigation // Space Sci. Rev. - 2012 - 170(1-4) - 5-56. DOI: 10.1007/s11214-012-9892-2

16. Vasavada, A. R. Mission overview and scientific contributions from the Mars Science Laboratory curiosity rover after eight years of surface operations // Space Sci. Rev. - 2022 - 218(3) - 14. DOI: 10.1007/s11214-022-00882-7

17. Mitrofanov, I. G., [et al.]. Dynamic Albedo of Neutrons (DAN) experiment onboard NASA's Mars Science Laboratory // Space Sci. Rev. - 2012 - 170(1-4)

- 559-582. DOI: 10.1007/s11214-012-9924-y

18. Mitrofanov, I. G., [et al.]. Active neutron sensing of the Martian surface with the DAN experiment onboard the NASA "Curiosity" Mars rover: Two types of soil with different water content in the gale crater // Astron. Lett - 2016 - 42(4) - 251259. DOI: 10.1134/S1063773716040058

19. Lisov, D. I., [et al.]. Data processing results for the active neutron measurements by the DAN instrument on the curiosity Mars rover // Astron. Lett - 2018 - 44 (7)

- 482-489. DOI: 10.1134/S1063773718070034

2°. Mitrofanov, I. G., [et al.]. Water and chlorine content in the Martian soil along the first 1900 m of the Curiosity rover traverse as estimated by the DAN instrument // JGR: Planets - 2014 - 119(7) - 1579-1596. DOI: 10.1002/2013JE004553

21. Golombek, M., [et al.]. Selection of the Mars science laboratory landing site // Space Sci. Rev - 2012 - 170 (1-4) - 641-737. DOI: 10.1007/s11214-012-9916-y

22. Litvak, M. L., [et al.]. Local variations of bulk hydrogen and chlorine-equivalent neutron absorption content measured at the contact between the Sheepbed and Gillespie Lake units in Yellowknife Bay, Gale Crater, using the DAN instrument onboard curiosity // JGR: Planets - 2014 - 119 (6) - 1259-1275. DOI: 10.1002/2013JE004556

23. Litvak, M. L., [et al.]. Hydrogen and chlorine abundances in the Kimberley formation of Gale crater measured by the DAN instrument on board the Mars Science Laboratory Curiosity rover // JGR: Planets - 2016 - 121 (5) - 838-845. DOI: 10.1002/2015JE004960

24. Czarnecki, S., [et al.]. Identification and Description of a Silicic Volcaniclastic Layer in Gale Crater, Mars, Using Active Neutron Interrogation // JGR: Planets -2020 - 125(3). DOI: 10.1029/2019JE006180

25. Gabriel, T. S. J., [et al.]. Water Abundance of Dunes in Gale Crater, Mars from Active Neutron Experiments and Implications for Amorphous Phases // Geophys. Res. Lett. - 2018 - 45(23) - 12766-12775. DOI: 10.1029/2018GL079045

26. Gwizd, S., [et al.]. Sedimentological and geochemical perspectives on a marginal lake environment recorded in the Hartmann's Valley and Karasburg members of

132

the Murray formation, Gale crater, Mars // JGR: Planets - 2022 - 127(8). DOI: 10.1029/2022JE007280

27. Sanin, A. B., [et al.]. Data processing of the active neutron experiment DAN for a Martian regolith investigation // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A: Accel. Spectrom. Detect. Assoc. Equip. - 2015 - 789 - 114-127. DOI: 10.1016/j.nima.2015.03.085

28. Press Kit, «Mars Science Laboratory Landing» [Электронный ресурс] // National Aeronautics and Space Administration - July 2012. URL:

https://www. jpl.nasa.gov/news/press kits/MSLLanding.pdf (дата обращения 09.06.2023).

29. Mitrofanov, I. G. MSL Mars Dynamic Albedo of Neutrons 2 EDR V1.0 [Data set] // NASA Planetary Data System - 2012. DOI: 10.17189/1519455

30. Nikiforov, S. Y., [et al.]. Water and chlorine in the Martian subsurface along the traverse of NASA's curiosity rover: DAN measurement profiles along the traverse (version 1) [Dataset] // Zenodo - 2022. DOI: 10.5281/zenodo.6974535

31. Litvak, M. L., [et al.]. Comparison between polar regions of Mars from HEND/Odyssey data // Icarus - 2006 - 180(1) - 23-37. DOI: 10.1016/j.icarus.2005.08.009

32. Mitrofanov, I. G., [et al.]. First Results for Laboratory Tests of a Concept of Space Gamma-Spectrometer with Tagged Protons Method at the JINR Particle Accelerator // Phys. Part. Nucl. Lett. - 2019 - 16(3) - 251-255. DOI: 10.1134/S1547477119030142

33. Mitrofanov, I. G., [et al.]. Laboratory demonstration of space experiment for spectrometry of planetary gamma-rays with tags of Galactic Cosmic Rays producing them // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A: Accel. Spectrom. Detect. Assoc. Equip. - 2021 - 1003 - 165286. DOI:10.1016/j.nima.2021.165286

34. Carr, M. H. Water on Mars // Oxford University Press - 1996. ISBN:0195099389.

35. Farmer, C. B., Doms, P. E. Global seasonal variation of water vapor on Mars and the implications for permafrost // JGR - 1979 - 84(B6) - 2881. DOI: 10.1029/JB084iB06p02881

36. Vago, J. L., [et al.]. Habitability on Early Mars and the Search for Biosignatures with the ExoMars Rover // Astrobiology - 2017 - 17(6-7) - 471-510. DOI: 10.1089/ast.2016.1533

37. Schrijver, C. J., Siscoe, G. L. Heliophysics: Evolving Solar Activity and the Climates of Space and Earth // Cambridge University Press - 2010. ISBN: 9780521112949

38. McKinney, G. W. MCNPX benchmark for cosmic ray interactions with the Moon // JGR - 2006 - 111(E6) - E06004. DOI: 10.1029/2005JE002551

39. Hardgrove, C. J., Moersch, J., Drake, D. Effects of geochemical composition on neutron die-away measurements: Implications for Mars Science Laboratory's Dynamic Albedo of Neutrons experiment // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A:

133

Accel. Spectrom. Detect. Assoc. Equip. - 2011 - 659(1) - 442-455. DOI: 10.1016/j.nima.2011.08.058

40. (СН1) Jun, I., [et al.]. Neutron background environment measured by the Mars Science Laboratory's Dynamic Albedo of Neutrons instrument during the first 100 sols // JGR: Planets - 2013 - 118(11) - 2400-2412. DOI:

10.1002/2013JE004510

41. Litvak, M. L., [et al.]. Long-term observations of the evolution of the southern seasonal cap of Mars: Neutron measurements by the HEND instrument onboard the 2001 Mars Odyssey spacecraft // Sol. Syst. Res. - 2007 - 41(5) - 385-394. DOI: 10.1134/S0038094607050024

42. Saunders, R. S., [et al.]. 2001 Mars Odyssey Mission Summary // Space Sci. Rev.

- 2004 - 110(1/2) - 1-36. DOI: 10.1023/B: SPAC.0000021006. 84299.18

43. Kuzmin, R. O., [et al.]. Seasonal redistribution of water in the surficial Martian regolith: Results from the Mars Odyssey high-energy neutron detector (HEND) // Sol. Syst. Res. - 2007 - 41(2) - 89-102. DOI: 10.1134/S0038094607020013

44. Geiger, B., [et al.]. Long Term Planning for the ExoMars Trace Gas Orbiter Mission: Opportunity Analysis and Observation Scheduling // 2018 SpaceOps Conference - 2018. DOI: 10.2514/6.2018-2608

45. Malakhov, A. V., [et al.]. Physical Calibrations of the FREND Instrument Installed Onboard TGO Martian Orbiter // Cosmic Research - 2022 - 60(1) - 2337. DOI: 10.1134/S0010952522010099

46. Litvak, M. L., [et al.]. The Dynamic Albedo of Neutrons (DAN) experiment for NASA's 2009 Mars Science Laboratory // Astrobiology - 2008 - 8(3) - 605-612. DOI: 10.1089/ast.2007.0157

47. Rampe, E. B., [et al.]. Mineralogy and geochemistry of sedimentary rocks and eolian sediments in Gale crater, Mars: A review after six Earth years of exploration with Curiosity // Geochemistry - 2020 - 80(2) - 125605. DOI: 10.1016/j.chemer.2020.125605

48. Djachkova, M. V., [et al.]. Testing Correspondence between Areas with Hydrated Minerals, as Observed by CRISM/MRO, and Spots of Enhanced Subsurface Water Content, as Found by DAN along the Traverse of Curiosity // Adv. Astron.

- 2022 - 1-10. DOI: 10.1155/2022/6672456

49. Litvak, M. L., [et al.]. Depth distribution of Chlorine at Gale crater, Mars, as derived from the DAN and APXS experiments onboard the Curiosity rover // JGR: Planets - 2023. DOI: 10.1029/2022JE007694

50. Mitrofanov, I. G., [et al.]. Experiment LEND of the NASA Lunar Reconnaissance Orbiter for High-Resolution Mapping of Neutron Emission of the Moon // Astrobiology - 2008 - 8(4) - 793-804. DOI: 10.1089/ast.2007.0158

51. Тимошенко, Г. Н., Литвак, М. Л., Митрофанов, И. Г., Швецов, В. Н. Сотрудничеству ИКИ-ОИЯИ 25 лет // Письма в ЭЧАЯ- 2022 - Т. 19 -№5(244) - С. 465-483

134

52. Masarik, J., Reedy, R. C. Gamma ray production and transport in Mars // JGR: Planets - 1996 - 101(E8) - 18891-18912. DOI: 10.1029/96JE01563

53. Mikerov, V., Barmakov, Y. N., Bogolubov, E., Ryzhkov, V. Portable neutron generators of VNIIA and their applications // Proceedings of International Workshop on Fast Neutron Detectors and Applications - PoS(FNDA2006) -2007 - 023. DOI: 10.22323/1.025.0023

54. Neutron Detectors LND [Электронный ресурс]. URL : https://www.lndinc.com/product-category/neutron-detectors/ (дата обращения 15.06.2023).

55. Data Servers Processing and Handling - File Exchange Interface (FEI 5) (NPO-40075-1) [Электронный ресурс]. URL: https://software.nasa.gov/software/NPO-47089-1 (дата обращения 09.06.2023).

56. Bell, J. The Martian Surface (J. Bell, ed.) // Cambridge University Press - 2008. 10.1017/CBQ9780511536076

57. Litvak, M. L., [et al.]. Mars neutron radiation environment from HEND/Odyssey and DAN/MSL observations // Planet. Space Sci. - 2020 - 184 - 104866. DOI: 10.1016/j.pss.2020.104866

58. Gill M«MCNPX user's manual version 2.6.0» Technical Report LA-CP-07-1473 (Ed. D. B. Pelowitz) // Los Alamos, NM: Los Alamos National Laboratory - 2008

59. Grotzinger, J. P., [et al.]. Deposition, exhumation, and paleoclimate of an ancient lake deposit, Gale crater, Mars // Science - 2015 - 350(6257) - aac7575-aac7575. DOI: 10.1126/science.aac7575

6°. Gellert, R., Clark, B. C. In situ compositional measurements of rocks and soils with the alpha particle X-ray spectrometer on NASA's mars rovers // Elements -2015 - 11(1) - 39-44. DOI: 10.2113/gselements.11.1.39

61. Ritz, F., Peterson, C. E. Multi-mission radioisotope thermoelectric generator (MMRTG) program overview // 2004 IEEE Aerospace Conference Proceedings -2004 - 2950-2957. DOI: 10.11Q9/AERO.2QQ4.1368101

62. Litvak, M. L., [et al.]. Global maps of lunar neutron fluxes from the LEND instrument // JGR: Planets - 2012 - 117(E12). DOI: 10.1029/2011JE003949

63. Deen, R., MSL MARS ENGINEERING 6 RDR PLACES ROVER MOTION COUNTER V1.0 // NASA Planetary Data System - MSL-M-ENG-6-RDR-PLACES-V1.0 - 2015. DOI: 10.17189/1520397

64. Arnold, J. R., Metzger, A. E., Anderson, E. C., Van Dilla, M. A. Gamma rays in space, Ranger 3 // JGR - 1962 - 67(12) - 4878-4880. DOI:

10.1029/JZ067i012p04878

65. Drake, D. M., Feldman, W. C., Jakosky, B. M. Martian neutron leakage spectra // JGR - 1988 - 93(B6) - 6353. DOI: 10.1029/JB093iB06p06353

66. McKinney, G. W., [et al.]. MCNPX benchmark for cosmic ray interactions with the Moon // JGR - 2006 - 111(E6) - E06004. DOI: 10.1029/2005JE002551

67. (СН2) Tate, C. G., [et al.]. Water equivalent hydrogen estimates from the first 200 sols of Curiosity's traverse (Bradbury Landing to Yellowknife Bay): Results

135

from the Dynamic Albedo of Neutrons (DAN) passive mode experiment // Icarus - 2015 - 262 - 102-123. DOI: 10.1016/i.icarus.2015.09.002

68. (СН3) Tate, C. G., [et al.]. Results from the dynamic albedo of neutrons (DAN) passive mode experiment: Yellowknife Bay to Amargosa Valley (Sols 201-753) // Icarus - 2018 - 299 - 513-537. DOI: 10.1016/i.icarus.2017.08.022

69. (СН4) Tate, C. G., [et al.]. Mars Science Laboratory Dynamic Albedo of Neutrons passive mode data and results from sols 753 to 1292: Pahrump Hills to Naukluft Plateau // Icarus - 2019 - 330 - 75-90. DOI: 10.1016/i.icarus.2019.04.029

7°. Ehresmann, B., [et al.]. Charged particle spectra obtained with the Mars Science Laboratory Radiation Assessment Detector (MSL/RAD) on the surface of Mars // JGR: Planets - 2014 - 119(3) - 468-479. DOI: 10.1002/2013JE004547

71. Hassler, D. M., [et al.]. Mars' Surface Radiation Environment Measured with the Mars Science Laboratory's Curiosity Rover // Science - 2014 - 343(6169) -1244797-1244797. DOI: 10.1126/science.1244797

72. (СН5) Nikiforov, S. Y., [et al.]. Assessment of water content in martian subsurface along the traverse of the Curiosity rover based on passive measurements of the DAN instrument // Icarus - 2020 - 346 - 113818. DOI: 10.1016/j.icarus.2020.113818

73. Gellert, R. Mars Science Laboratory Alpha Particle X-Ray Spectrometer RDR Data V1.0, MSL-M-APXS-4/5-RDR-V1.0 // NASA Planetary Data System -2013. DOI: 10.17189/1518757

74. (СН6) Mitrofanov, I. G., [et al.]. Water and chlorine in the Martian subsurface along the traverse of NASA's Curiosity rover: 1. DAN measurement profiles along the traverse // JGR: Planets - 2022 - 127 - e2022JE007327. DOI: 10.1029/2022JE007327

75. Minitti, M. E. A rover's geologic field campaign: Exploration of the Kimberley by Curiosity // JGR: Planets - 2017 - 122(3) - 680-684. DOI:

10.1002/2017JE005280

76. Stack, K. M., [et al.]. Comparing orbiter and rover image-based mapping of an ancient sedimentary environment, Aeolis Palus, Gale crater, Mars // Icarus -2016 - 280 - 3-21. DOI: 10.1016/j.icarus.2016.02.024

77. Rice, M. S., [et al.]. Geologic overview of the Mars Science Laboratory rover mission at The Kimberley, Gale crater, Mars // JGR: Planets - 2017 - 122(1) - 220. DOI: 10.1002/2016JE005200

78. CRISM, «Description of specialized browse product mosaics» [Электронный ресурс] - 2020. URL: http://crism.jhuapl.edu/msl landing sites/index news.php (дата обращения 17.05.2023).

79. Fraeman, A. A., [et al.]. Evidence for a Diagenetic Origin of Vera Rubin Ridge, Gale Crater, Mars: Summary and Synthesis of Curiosity's Exploration Campaign // JGR: Planets - 2020 - 125(12). DOI: 10.1029/2020JE006527

136

80. Fraeman, A. A., [et al.]. The stratigraphy and evolution of lower Mount Sharp from spectral, morphological, and thermophysical orbital data sets // JGR: Planets - 2016 - 121(9) - 1713-1736. DOI: 10.1002/2016jE005095

81. Murchie, S., [et al.]. Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars (CRISM) on Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) // JGR - 2007 - 112(E5) -E05S03. DOI: 10.1029/2006JE002682

ПРИЛОЖЕНИЕ А.

137

КАТАЛОГ НАУЧНЫХ ДАННЫХ ПРИБОРА

ДАН

Порядковый номер пикселя Тип пикселя Долгота (центр пикселя) Широта (центр пикселя) Ассоциированная геологическая единица стратиграфической колонки Значение воды (У.) Значение эквивалентного хлора(%)

1 ппд 137,44165 -4,58945 Bradbury 2,35±0,52

2 ппд 137,4417 -4,58945 Bradbury 1,89±0,49

3 ппд 137,44175 -4,58945 Bradbury 1,84±0,49

4 ппд 137,4417 -4,5894 Bradbury 2,32±0,49

5 ппд 137,44175 -4,5894 Bradbury 2,72±0,5

б ппд 137,4418 -4,5894 Bradbury 2,93±0,51

7 ппд 137,44185 -4,5894 Bradbury 3,12±0,53

8 ппд 137,4419 -4,5894 Bradbury 2,05±0,49

9 ппд 137,44195 -4,5894 Bradbury 1,72±0,48

10 ппд 137,442 -4,5894 Bradbury 1,7±0,47

11 ппд 137,44205 -4,5894 Bradbury 1,69±0,47

12 ппд 137,44205 -4,58945 Bradbury 1,67±0,47

13 ппд 137,4421 -4,58945 Bradbury 1,62±0,47

14 ппд 137,44215 -4,58945 Bradbury 2,33±0,5

15 ппд 137,44221 -4,58945 Bradbury 2,01 ±0,49

16 ппд 137,44221 -4,5895 Bradbury 2,47±0,52

17 ппд 137,44226 -4,5895 Bradbury 2,33±0,52

18 ппд 137,44226 -4,58956 Bradbury 2,72±0,52

19 ппд 137,44231 -4,58956 Bradbury 2,65±0,53

20 ппд 137,44231 -4,58961 Bradbury 2,45±0,52

21 ппд 137,44236 -4,58961 Bradbury 1,79±0,47

22 ппд 137,44236 -4,58966 Bradbury 1,88±0,48

Порядковый номер пикселя Тип пикселя Долгота (центр пикселя) Широта (центр пикселя) Ассоциированная геологическая единица стратиграфической колонки Значение воды (У.) Значение эквивалентного хлора(%)

45 ппд 137,44312 -4,59021 Bradbury 2,73±0,51

46 ппд 137,44317 -4,59021 Bradbury 2,39±0,49

47 ппд 137,44322 -4,59021 Bradbury 2,9±0,52

48 ппд 137,44327 -4,59021 Bradbury 2,97±0,52

49 ппд 137,44327 -4,59026 Bradbury 3,04±0,51

50 ппд 137,44332 -4,59026 Bradbury 2,96±0,5

51 ппд 137,44337 -4,59026 Bradbury 3,14±0,52

52 ппд 137,44342 -4,59026 Bradbury 3д±0,53

53 ппд 137,44342 -4,59031 Bradbury 3,15±0,51

54 ппд 137,44347 -4,59031 Bradbury 2,98±0,51

55 ппд 137,44357 -4,59031 Bradbury 3,37±0,53

56 ппд 137,44367 -4,59031 Bradbury 2,73±0,51

57 ппд 137,44372 -4,59031 Bradbury 2,97±0,52

58 ппд 137,44372 -4,59026 Bradbury 2,48±0,49

59 ппд 137,44377 -4,59026 Bradbury 3,22±0,51

60 ппд 137,44383 -4,59021 Bradbury 3,32±0,53

61 ппд 137,44388 -4,59021 Bradbury 2,76±0,52

62 ппд 137,44388 -4,59016 Bradbury 2,4±0,47

63 ппд 137,44393 -4,59016 Bradbury 2,79±0,52

64 ппд 137,44398 -4,59016 Bradbury 2,72±0,51

65 ппд 137,44398 -4,59011 Bradbury 2,44±0,49

66 ппд 137,44403 -4,59011 Bradbury 2,86±0,5

Порядковый номер пикселя Тип пикселя Долгота (центр пикселя) Широта (центр пикселя) AcconHHpoBBHHBH reo^oimecKafl euuuima crpaTHrpa^HHecKOH HOJIOHKH Значение воды (У.) Значение эквивалентного хлора(%)

85.1 ПАД 137,44474 -4,58986 Bradbury 3,11±0,15 0,81 ±0,05

86 ппд 137,44479 -4,58986 Bradbury 3,24±0,54

87 ппд 137,44484 -4,58986 Bradbury 3,21±0,53

88 ппд 137,44484 -4,58991 Bradbury 3,62±0,56

89 ппд 137,44489 -4,58991 Bradbury 2,94±0,51

89.1 ПАД 137,44489 -4,58991 Bradbury 2,85±0,13 0,72±0,05

90 ппд 137,44494 -4,58996 Bradbury 3,09±0,53

91 ппд 137,44499 -4,58996 Bradbury 3,15±0,53

92 ппд 137,44499 -4,59001 Bradbury 2,64±0,5

93 ппд 137,44504 -4,59001 Bradbury 2,55±0,5

94 ппд 137,44504 -4,59006 Bradbury 2,67±0,51

941 ПАД 137,44504 -4,59006 Bradbury 2,63±0,07 0,77±0,03

95 ппд 137,44509 -4,59006 Bradbury 3,37±0,53

96 ппд 137,44509 -4,59011 Bradbury 3,2±0,53

97 ппд 137,44509 -4,59016 Bradbury 3,65±0,55

98 ппд 137,44514 -4,59016 Bradbury 4,19±0,58

98.1 ПАД 137,44514 -4,59016 Bradbury 2,87±0,13 0,75±0,05

99 ппд 137,44514 -4,59021 Bradbury 3,05±0,52

100 ппд 137,44514 -4,59026 Bradbury 2,64±0,5

101 ппд 137,44519 -4,59026 Bradbury 3,1 ±0,53

102 ппд 137,44519 -4,59031 Bradbury 3,17±0,54

103 ппд 137,44524 -4,59031 Bradbury 3,17±0,54

Порядковый номер пикселя Тип пикселя Долгота (центр пикселя) Широта (центр пикселя) Ассоциированная геологическая единица стратиграфической колонки Значение воды (%) Значение эквивалентного хлора (%)

23 ппд 137,44241 -4,58966 Bradbury 1,92±0,48

24 под 137,44241 -4,58971 Bradbury 1,73±0,46

25 под 137,44246 -4,58971 Bradbury 2,13±0,48

26 ппд 137,44246 -4,58976 Bradbury 2,65±0,49

27 ппд 137,44251 -4,58976 Bradbury 2,35±0,48

28 ппд 137,44251 -4,58981 Bradbury 2,48±0,47

29 ппд 137,44256 -4,58981 Bradbury 2,48±0,47

30 под 137,44256 -4,58986 Bradbury 3,01±0,51

31 под 137,44261 -4,58986 Bradbury 2,35±0,48

32 под 137,44261 -4,58991 Bradbury 2,3±0,48

33 под 137,44266 -4,58991 Bradbury 2,47±0,49

34 ппд 137,44271 -4,58996 Bradbury 2,72±0,5

35 ппд 137,44276 -4,59001 Bradbury 2,56±0,49

36 ппд 137,44281 -4,59001 Bradbury 2,9±0,5

37 ппд 137,44281 -4,59006 Bradbury 3,12±0,52

38 под 137,44286 -4,59011 Bradbury 2,55±0,49

39 под 137,44291 -4,59011 Bradbury 2,64±0,51

40 под 137,44291 -4,59016 Bradbury 3,75±0,56

41 под 137,44296 -4,59016 Bradbury 2,54±0,5

42 ппд 137,44302 -4,59016 Bradbury 2,72±0,52

43 ппд 137,44307 -4,59016 Bradbury 2,91 ±0,5

44 ппд 137,44307 -4,59021 Bradbury 2,91 ±0,51

Порядковый номер пикселя Тип пикселя Долгота (центр пикселя) Широта (центр пикселя) Ассоциированная геологическая единица стратиграфической колонки Значение воды (%) Значение эквивалентного хлора (%)

67 под 137,44408 -4,59011 Bradbury 3,43±0,54

68 под 137,44408 -4,59006 Bradbury 2,64±0,51

69 под 137,44413 -4,59006 Bradbury 3,12±0,53

70 ппд 137,44418 -4,59006 Bradbury 2,41 ±0,5

71 ппд 137,44418 -4,59001 Bradbury 2,5±0,51

72 ппд 137,44423 -4,59001 Bradbury 2,45±0,5

73 ппд 137,44428 -4,59001 Bradbury 2,61 ±0,49

74 под 137,44428 -4,58996 Bradbury 2,89±0,5

75 под 137,44433 -4,58996 Bradbury 3,15±0,54

75.1 ПАД 137,44433 -4,58996 Bradbury 2,99±0,13 0,5б±0,04

76 под 137,44438 -4,58996 Bradbury 3,08±0,52

77 ппд 137,44438 -4,58991 Bradbury 2,39±0,51

78 ппд 137,44443 -4,58991 Bradbury 2,240,48

79 ппд 137,44448 -4,58991 Bradbury 1,98±0,48

79.1 ПАД 137,44448 -4,58991 Bradbury 2,13±0,1 0,93±0,07

80 под 137,44448 -4,58986 Bradbury 2,12±0,48

81 под 137,44453 -4,58986 Bradbury 2,53±0,51

82 под 137,44458 -4,58986 Bradbury 2,95±0,52

82.1 ПАД 137,44458 -4,58986 Bradbury 3±0,1 0,95±0,05

83 ппд 137,44463 -4,58986 Bradbury 3,25±0,54

84 ппд 137,44469 -4,58986 Bradbury 2,96±0,52

85 ппд 137,44474 -4,58986 Bradbury 3,14±0,53

Порядковый номер пикселя Тип пикселя Долгота (центр пикселя) Широта (центр пикселя) Ассоциированная геологическая единица стратиграфической колонки Значение воды (%) Значение эквивалентного хлора (%)

104 под 137,44524 -4,59036 Bradbury 3,17±0,53

105 под 137,44524 -4,59042 Bradbury 3,48±0,54

106 под 137,44529 -4,59042 Bradbury 3,33±0,53

107 ппд 137,44529 -4,59047 Bradbury 3,77±0,55

108 ппд 137,44534 -4,59047 Bradbury 3,09±0,51

109 ппд 137,44534 -4,59042 Bradbury 3±0,52

110 ппд 137,44539 -4,59042 Bradbury 3,11±0,52

111 под 137,44544 -4,59042 Bradbury 3,33±0,53

112 под 137,44544 -4,59036 Bradbury 2,68±0,5

113 под 137,4455 -4,59036 Bradbury 2,76±0,51

114 под 137,44555 -4,59036 Bradbury 4,04±0,56

115 ппд 137,4456 -4,59036 Bradbury 3,74±0,55

116 ппд 137,44565 -4,59036 Bradbury 3,12±0,52

116.1 ПАД 137,44565 -4,59036 Bradbury 3,36±0,15 0,74±0,05

117 ппд 137,4457 -4,59036 Bradbury 2,96±0,52

118 под 137,44575 -4,59036 Bradbury 3,27±0,53

119 под 137,44575 -4,59031 Bradbury 3,11 ±0,52

120 под 137,4458 -4,59031 Bradbury 3,02±0,51

121 под 137,44585 -4,59031 Bradbury 3,55±0,54

122 ппд 137,4459 -4,59031 Bradbury 3,26±0,53

123 ппд 137,44595 -4,59031 Bradbury 2,96±0,52

124 ппд 137,446 -4,59031 Bradbury 2,99±0,52

138

Порядковый номер пикселя Тип пикселя Долгота (центр пикселя) Широта (центр пикселя) Ассоциированная геологическая единица стратиграфической колонки Значение воды (У.) Значение эквивалентного хлора(%)

125 ппд 137,44605 -4,59031 Bradbury 2,88±0,52

126 ппд 137,4461 -4,59031 Bradbury 3,47±0,55

127 ппд 137,44615 -4,59031 Bradbury 2,79±0,51

128 ппд 137,4462 -4,59031 Bradbury 2,61 ±0,51

129 ппд 137,44625 -4,59031 Bradbury 3,12±0,53

129.1 ПАД 137,44625 -4,59031 Bradbury 2,81 ±0,12 0,66±0,05

130 ппд 137,44631 -4,59031 Bradbury 3,16«,53

131 ппд 137,44636 -4,59031 Bradbury 3,12±0,51

132 ппд 137,44641 -4,59031 Bradbury 2Д6±0,48

133 ппд 137,44646 -4,59031 Bradbury 2,41 ±0,53

134 ппд 137,44651 -4,59031 Bradbury 1,68±0,49

135 ппд 137,44656 -4,59031 Bradbury 1,67±0,48

136 ппд 137,44661 -4,59031 Bradbury 1,95±0,49

137 ппд 137,44666 -4,59031 Bradbury 2,08±0,5

138 ппд 137,44671 -4,59031 Bradbury 2,48±0,51

139 ппд 137,44671 -4,59026 Bradbury 2,56±0,51

140 ппд 137,44676 -4,59026 Bradbury 2,59±0,52

141 ппд 137,44681 -4,59026 Bradbury 2,68±0,51

142 ппд 137,44686 -4,59026 Bradbury 2,13±0,51

143 ппд 137,44691 -4,59026 Bradbury 2,25«,5

144 ппд 137,44696 -4,59026 Bradbury 2,7±0,51

145 ппд 137,44696 -4,59021 Bradbury 2,79±0,5

Порядковый номер пикселя Тип пикселя Долгота (центр пикселя) Широта (центр пикселя) Ассоциированная геологическая единица стратиграфической колонки Значение воды (%) Значение эквивалентного хлора (%)

146 ппд 137,44701 -4,59021 Bradbury 2,55±0,5

147 под 137,44706 -4,59021 Bradbury 2,66±0,5

148 под 137,44711 -4,59021 Bradbury 2,47±0,49

149 ппд 137,44717 -4,59021 Bradbury 2,87±0,52

150 ппд 137,44722 -4,59021 Bradbury 2,91 ±0,51

151 ппд 137,44722 -4,59016 Bradbury 2,51 ±0,48

152 ппд 137,44727 -4,59016 Bradbury 2,67«,5

153 под 137,44732 -4,59016 Bradbury 2,97±0,51

154 под 137,44737 -4,59016 Bradbury 2,89±0,51

155 под 137,44742 -4,59016 Bradbury 2,46±0,5

156 под 137,44742 -4,59011 Bradbury 2,39±0,49

157 ппд 137,44747 -4,59011 Bradbury 2,74±0,51

158 ппд 137,44752 -4,59011 Bradbury 2,35±0,51

159 ппд 137,44757 -4,59011 Bradbury 3,07±0,52

160 ппд 137,44762 -4,59011 Bradbury 3,03±0,51

161 под 137,44767 -4,59011 Bradbury 2,96±0,52

161.1 ПАД 137,44767 -4,59011 Bradbury 2,79±0,15 0,89±0,07

162 под 137,44772 -4,59011 Bradbury 2,9±0,52

163 под 137,44772 -4,59006 Bradbury 3,1±0,51

164 ппд 137,44777 -4,59006 Bradbury 2,87±0,52

165 ппд 137,44782 -4,59006 Bradbury 3,01«,52

165.1 ПАД 137,44782 -4,59006 Bradbury 3,6±0,21 0,95±0,07

Порядковый номер пикселя Тип пикселя Долгота (центр пикселя) Широта (центр пикселя) Ассоциированная геологическая единица стратиграфической колонки Значение воды (У.) Значение эквивалентного хлора(%)

166 под 137,44787 -4,59006 Bradbury 3,01 ±0,52

167 под 137,44792 -4,59006 Bradbury 3,18±0,52

168 под 137,44798 -4,59006 Bradbury 3,12±0,52

169 ппд 137,44798 -4,59011 Bradbury 2,67±0,52

169.1 ПАД 137,44798 -4,59011 Bradbury 2,73«,17 1,24±0,09

170 под 137,44803 -4,59011 Bradbury 2,31«,52

171 ппд 137,44808 -4,59011 Bradbury 3,76«,59

172 под 137,44808 -4,59016 Bradbury 2,73±0,5

173 под 137,44813 -4,59016 Bradbury 2,72±0,5

174 под 137,44818 -4,59016 Bradbury 2,53±0,51

175 под 137,44818 -4,59011 Bradbury 2,08±0,48

176 ппд 137,44823 -4,59011 Bradbury 2,64«,51

177 ппд 137,44828 -4,59011 Sand 2,39«,48

178 ппд 137,44828 -4,59006 Sand 1,86«,47

179 ппд 137,44833 -4,59006 Sand l,96«s48

180 под 137,44833 -4,59001 Sand 1,58±0,46

180.1 ПАД 137,44833 -4,59001 Sand 1,70±0,05 0,92±0,04

180.2 ПАД 137,44833 -4,59001 Sand 1,59±0,05 0,86±0,04

181 под 137,44838 -4,59001 Sand 2,43±0,49

182 ппд 137,44843 -4,59006 Sand 2,07«,48

183 ппд 137,44848 -4,59006 Bradbury 2,15«,5

184 ппд 137,44848 -4,59001 Bradbury 2,38«,5

Порядковый номер пикселя Тип пикселя Долгота (центр пикселя) Широта (центр пикселя) Ассоциированная геологическая единица стратиграфической колонки Значение воды (%) Значение эквивалентного хлора (%)

185 под 137,44853 -4,59001 Bradbury 2,64±0,51

186 под 137,44858 -4,59001 Bradbury 2,91 ±0,54

187 под 137,44858 -4,58996 Bradbury 2,66±0,51

188 ппд 137,44863 -4,58996 Bradbury 2,75«,5

189 ппд 137,44868 -4,58996 Bradbury 2,56«,5

190 ппд 137,44868 -4,58991 Bradbury 2,63«,5

191 ппд 137,44863 -4,58991 Bradbury 2,77«,51

192 под 137,44858 -4,58991 Bradbury 2,16±0,48

193 под 137,44863 -4,59001 Bradbury 3,22±0,53

194 под 137,44868 -4,59001 Bradbury 3,46±0,54

195 под 137,44868 -4,59006 Bradbury 2,87±0,51

196 ппд 137,44868 -4,59011 Bradbury 2,63«,51

197 ппд 137,44868 -4,59016 Bradbury 2,54«,5

198 ппд 137,44868 -4,59021 Bradbury 2,26«,5

199 ппд 137,44868 -4,59026 Bradbury 2,37«,51

200 под 137,44868 -4,59031 Bradbury 2,42±0,49

201 под 137,44868 -4,59036 Bradbury 2,31 ±0,49

202 под 137,44873 -4,59036 Bradbury 2,55±0,52

203 под 137,44873 -4,59042 Bradbury 2,49±0,5

204 ппд 137,44879 -4,59042 Bradbury 2,38«,5

205 ппд 137,44884 -4,59042 Bradbury 2,62«,5

206 ппд 137,44884 -4,59047 Bradbury 2,12«,51

Порядковый номер пикселя Тип пикселя Долгота (центр пикселя) Широта (центр пикселя) AcconHHpoBBHHBH reo^oimecKafl euuuima crpaTHrpa^HHecKOH KOJIOHKH Значение воды (У.) Значение эквивалентного хлора(%)

207 под 137,44889 -4,59036 Bradbury 2,77±0,51

208 под 137,44889 -4,59031 Bradbury 3,02±0,51

209 под 137,44894 -4,59031 Bradbury 2,87±0,5

210 ппд 137,44894 -4,59026 Bradbury 2,78«,5

211 ппд 137,44899 -4,59021 Bradbury 2,05«,5

212 ппд 137,44899 -4,59026 Bradbury 1,84«,47

213 ппд 137,44904 -4,59026 Bradbury 2,17«,5

214 под 137,44909 -4,59026 Bradbury 1,89±0,48

2141 ПАД 137,44909 -4,59026 Bradbury 2,23±0,07 1,21 ±0,05

215 под 137,44914 -4,59026 Bradbury 2±0,5

216 под 137,44919 -4,59026 Bradbury 2,14±0,48

217 ппд 137,44919 -4,59021 Bradbury 2,33«,49

218 ппд 137,44924 -4,59021 Bradbury 1,9«,49

219 ппд 137,44924 -4,59016 Bradbury 2,26«,49

220 ппд 137,44929 -4,59016 Bradbury 2,3«,47

221 под 137,44929 -4,59011 Bradbury 2,31 ±0,48

222 под 137,44934 -4,59011 Bradbury 2,03±0,48

223 под 137,44934 -4,59006 Bradbury 2,43±0,51

224 под 137,44934 -4,59001 Bradbury 2,54±0,5

225 ппд 137,44929 -4,59001 Bradbury 2,39«,49

226 ппд 137,44929 -4,58996 Bradbury 2,51«,49

227 ппд 137,44924 -4,58996 Bradbury 2,3«,49

Порядковый номер пикселя Тип пикселя Долгота (центр пикселя) Широта (центр пикселя) Ассоциированная геологическая единица стратиграфической колонки Значение воды (%) Значение эквивалентного хлора (%)

228 под 137,44924 -4,58991 Bradbury 2,45±0,5

229 под 137,44924 -4,58986 Bradbury 2,25±0,49

230 под 137,44929 -4,58986 Bradbury 2,47±0,52

230.1 ПАД 137,44929 -4,58986 Bradbury 2,73«,08 0,99±0,04

231 под 137,44934 -4,58986 Bradbury 2,5«,5

232 под 137,44934 -4,58981 Bradbury 2,6«,51

233 под 137,44939 -4,58981 Sheepbed 2,24«,51

234 под 137,44944 -4,58981 Sheepbed 2,96±0,54

235 под 137,44944 -4,58976 Sbeepbed 2,43±0,52

236 под 137,44949 -4,58976 Sheepbed 2,33±0,52

237 под 137,44944 -4,58971 Sheepbed 2,59±0,52

238 ппд 137,44939 -4,58971 Sheepbed 2,26«,5

239 ппд 137,44939 -4,58966 Sheepbed 2,35«,51

240 ппд 137,44934 -4,58966 Sheepbed 2,47«,51

241 ппд 137,44939 -4,58961 Shsepbed 2,11«,51

242 под 137,44939 -4,58956 Sheepbed 2,33±0,51

243 под 137,44939 -4,5895 Sheepbed 2,19±0,5

244 под 137,44939 -4,58945 Sheepbed 2,03±0,49

245 под 137,44939 -4,5894 Sbeepbed 2,1 ±0,49

246 ппд 137,44939 -4,58935 Sheepbed 2,38«,52

247 ппд 137,44939 -4,5893 Sheepbed 2,03«,5

248 ппд 137,44939 -4,58925 Sheepbed 2,43«,52

139

Порядковый номер пикселя Тип пикселя Долгота (центр пикселя) Широта (центр пикселя) Ассоциированная геологическая единица стратиграфической колонки Значение воды (У.) Значение эквивалентного хлора(%)

249 ППД 137,44939 -4,5892 Sheepbed 2,45±0,51

250 ппд 137,44939 -4,58915 Sheepbed 2,42±0,51

251 ппд 137,44934 -4,58925 Sheepbed 2,53±0,52

252 ппд 137,44934 -4,5893 Sheepbed 2,54±0,52

253 ппд 137,44934 -4,58935 Sheepbed 2,07«,48

254 ппд 137,44929 -4,58935 Sheepbed 2,6±0,53

255 ппд 137,44929 -4,5894 Sheepbed 2,27«,5

256 ппд 137,44929 -4,58945 Sheepbed 2,3±0,5

257 ппд 137,44924 -4,58945 Sheepbed 2,68±0,52

258 ппд 137,44924 -4,5895 Sheepbed 2,66±0,52

258.1 ПАД 137,44924 -4,5895 Sheepbed 2,95±0,08 0,68±0,03

259 ппд 137,44924 -4,58956 Sheepbed 2,92±0,52

259.1 ПАД 137,44924 -4,58956 Sheepbed 2,7«,07 0,62±0,03

260 ппд 137,44919 -4,5895 Sheepbed 2,74«,52

261 ппд 137,44919 -4,58945 Sheepbed 3«s53

262 ппд 137,44914 -4,58945 Sheepbed 2,75±0,51

26X1 ПАД 137,44914 -4,58945 Sheepbed 2,64±0,07 0,59±0,03

262.1 ПАД 137,44914 -4,58945 Sheepbed 2,94±0,08 0,69±0,03