Jordiske klipper peger mod vand skjult på Mars

En kombination af en engang afvist identifikation fra det 19. århundrede af et vandførende jernmineral og det faktum, at disse sten er ekstremt almindelige på Jorden, antyder eksistensen af ​​et betydeligt vandreservoir på Mars, ifølge et hold geoforskere.

"Et af min elevs eksperimenter var at krystallisere hæmatit, " sagde Peter J. Heaney, professor i geovidenskab, Penn State. "Hun fandt på en jernfattig forbindelse, så jeg gik til Google Scholar og fandt to artikler fra 1840'erne, hvor tyske mineraloger, ved hjælp af våd kemi, foreslået jernfattige versioner af hæmatit, der indeholdt vand."

I 1844, Rudolf Hermann navngav sit mineral turgit og i 1847 navngav August Breithaupt hans hydrohematit. Ifølge Heaney, i 1920, andre mineraloger, ved at bruge den dengang nyudviklede røntgendiffraktionsteknik, erklærede disse to papirer forkerte. Men den begyndende teknik var for primitiv til at se forskellen mellem hæmatit og hydrohematit.

Hej Athena Chen, Heaneys doktorand i geovidenskab, begyndte med at anskaffe en række gamle prøver af, hvad der var blevet mærket som indeholdende vand. Heaney og Chen fik et lille stykke af Breithaupts originale prøve, en prøve mærket som turgit fra Smithsonian Institution, og, overraskende, fem prøver, der var i Penn State's egen Frederick Augustus Genth-samling.

Efter flere undersøgelser ved hjælp af en række instrumenter, herunder infrarød spektroskopi og synkrotron røntgendiffraktion, en mere følsom, raffineret metode end brugt i midten af ​​det 19. århundrede, Chen viste, at disse mineraler faktisk var lette på jern og havde hydroxyl - en brint- og oxygengruppe - erstattet af nogle af jernatomerne. Hydroxyl i mineralet er lagret vand.

Forskerne foreslog for nylig i tidsskriftet Geologi "at hydrohematit er almindeligt i lavtemperaturforekomster af jernoxid på Jorden, og i forlængelse heraf kan den inventar store mængder vand i tilsyneladende tørre planetariske miljøer, såsom overfladen af ​​Mars."

"Jeg prøvede at se, hvad de naturlige forhold var for at danne jernoxider, " sagde Chen. "Hvad var de nødvendige temperaturer og pH for at krystallisere disse vandholdige faser, og kunne jeg finde ud af en måde at syntetisere dem på."

Hun fandt ud af, at ved temperaturer lavere end 300 grader Fahrenheit, i en vandig, alkalisk miljø kan hydrohæmatitten udfældes, danner sedimentære lag.

"Meget af Mars' overflade opstod tilsyneladende, da overfladen var vådere og jernoxider udfældede fra det vand, " sagde Heaney. "Men eksistensen af ​​hydrohematit på Mars er stadig spekulativ."

De "blåbær" fundet i 2004 af NASAs Opportunity-rover er hæmatit. Selvom de seneste Mars-rovere har røntgendiffraktionsanordninger til at identificere hæmatit, de er ikke sofistikerede nok til at skelne mellem hæmatit og hydrohematit.

"På jorden, disse sfæriske strukturer er hydrohæmatit, så det forekommer mig rimeligt at spekulere i, at de lyse røde småsten på Mars er hydrohematit, " sagde Heaney.

Forskerne bemærker, at vandfri hæmatit - der mangler vand - og hydrohematit - der indeholder vand - er to forskellige farver, hvor hydrohematit er rødere eller indeholder mørkerøde striber.

Chens eksperimenter viste, at naturligt forekommende hydrohematit indeholdt 3,6 til 7,8 vægtprocent vand, og at goethit indeholdt omkring 10 vægtprocent vand. Afhængigt af mængden af ​​hydrerede jernmineraler fundet på Mars, forskerne mener, at der kan være en betydelig vandreserve der.

Mars kaldes den røde planet på grund af dens farve, som kommer fra jernforbindelser i Mars-snavset. Ifølge forskerne, tilstedeværelsen af ​​hydrohematit på Mars ville give yderligere bevis for, at Mars engang var en vandig planet, og vand er den eneste forbindelse, der er nødvendig for alle livsformer på Jorden.