Aviris-5: NASA kartiert Lithium- und andere Mineralienvorkommen mit Flugzeug
Mit einem neuen Bildspektrometer der NASA kann auf Mineralienvorkommen im Boden geschlossen werden. Der Sensor dafĂĽr ist in einem Flugzeug untergebracht.
Das Foto zeigt schematisch, wie aus den erfassten Reflexionsdaten eine geologische Karte entsteht.
(Bild: JPLraw/Screenshot)
Wissenschaftler des Jet Propulsion Laboratory (JPL) der US-Weltraumbehörde NASA haben mit dem Aviris-5 (Airborne Visible/Infrared Imaging Spectrometer 5) ein hochpräzises bildgebendes Spektrometer entwickelt, mit dessen Hilfe Gesteine der Erdoberfläche vom Flugzeug aus auf potenzielle Vorkommen von Lithium und anderen wichtige Mineralien gescannt werden können. Das Verfahren nutzt einzigartige Reflexionsmuster, um Mineralien zu erkennen und potenzielle Vorkommen zu kartografieren.
Aviris-5 hat in etwa die Größe einer herkömmlichen Mikrowelle und ist in der Nase des Forschungsflugzeuges ER-2 der NASA untergebracht, mit dem die geologische Kartierung der Erdoberfläche zusammen mit dem U.S. Geological Survey (USGS), der geologischen Behörde der USA, erfolgt.
Der Sensor erkennt die spektralen, einzigartigen Lichtmuster von Mineralien und anderen Verbindungen im reflektierten Sonnenlicht. Das klappt deshalb, weil die Moleküle etwa von Lithium, Seltenen Erden, aber auch Blütenpigmenten einmalige chemische Strukturen aufweisen, die unterschiedliche Wellenlängen des Lichts absorbieren und entsprechend reflektieren.
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Der Sensor besteht im Wesentlichen aus Spiegeln, Detektorarrays und Elektronenstrahlgitter. Sie dienen dazu, das von der Oberfläche reflektierte Licht einzufangen und dann wie ein Prisma in einzelne Farben zu zerlegen.
Reflexionsdaten zur Ermittlung von Mineralienvorkommen
Aviris-5 scannt die Erdoberfläche ab. Aus den ermittelten Reflexionsdaten wird dann eine Karte erstellt, die die verschiedenen Wellenlängen in Nanometern aufschlüsselt. Aus ihnen können die Wissenschaftler erkennen, welche Mineralien sich an welcher Stelle auf der Erdoberfläche befinden. So kann etwa Hectorit, ein lithiumhaltiger Ton, darauf hindeuten, dass sich unter der Erdoberfläche ein Lithiumvorkommen befindet. Diese Informationen können dazu genutzt werden, um Prospektionen anzustoßen, die lohnenswerte Abbaugebiete wichtiger Rohstoffe ermitteln können.
Die Technik des JPL ist allerdings nicht ganz neu. Bereits Ende der 70er-Jahre wurden verschiedene, der jeweiligen Mission angepasste, bildgebende Spektrometer von dem JPL entwickelt, um sie zu Gesteinsplaneten wie Mars, Merkur und Pluto zu schicken und deren spezifische Zusammensetzung zu ermitteln. Eines dieser Bildspektrometer hat beispielsweise 2009 als erstes Wasser auf der Mondoberfläche entdeckt.
Aviris-5 ist bereits die fünfte Version des Aviris-Sensors, der erstmals 1986 zum Einsatz kam. Verwendet wurden die älteren Bildspektrometer seitdem auch, um Vulkanausbrüche, erkrankte Nutzpflanzen, Trümmer am Ground Zero in New York und Waldbrände in Alabama zu analysieren. Den Sensor hat das JPL über die Jahre kontinuierlich weiterentwickelt. Die neueste Version besitzt etwa eine deutlich höhere Auflösung als ihre Vorgänger und kann einzelne Bereiche von weniger als 30 cm bis hin zu 10 m auflösen.
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Aviris-5 war 2025 bereits über 200 Stunden in den USA im Rahmen des Geological Earth Mapping Experiments (GEMx) über den US-Bundesstaaten Nevada und Kalifornien und weiteren westlichen US-Bundesstaaten im Einsatz, um die Erdoberfläche geologisch zu kartieren.
(olb)
