Земные скалы указывают путь к воде, скрытой на Марсе

Сочетание некогда развенчанной идентификации железоносного минерала XIX века и того факта, что эти скалы чрезвычайно распространены на Земле, говорит о существовании существенного водного резервуара на Марсе, по мнению группы геологов.

«Одним из экспериментов моей студентки заключался в кристаллизации гематита», – сказал Питер Дж. Хини, профессор геолого-геофизических наук Пенсильванского университета, цитирует его sciencedaily.

«Она придумала соединение с низким содержанием железа, поэтому я пошел в Google Scholar и нашел две статьи 1840-х годов, в которых немецкие минералоги, используя влажную химию, предлагали бедные железом версии гематита, содержащие воду».

В 1844 году Рудольф Герман назвал свой минерал тургитом, а в 1847 году Август Брайтгаупт назвал свой гидрогематит.

По словам Хини, в 1920 году другие минералоги, используя недавно разработанную технику дифракции рентгеновских лучей, объявили эти две статьи неверными.

Но зарождающаяся техника была слишком примитивной, чтобы увидеть разницу между гематитом и гидрогематитом.

Си Афина Чен, докторант Хини в области наук о Земле, начала с приобретения множества старых образцов того, что было отмечено как содержащее воду.

Хини и Чен получили небольшой кусочек оригинального образца Брайтхаупта, образец, помеченный как тургит, от Смитсоновского института и, что удивительно, пять образцов, которые находились в собственной коллекции Фредерика Августа Гента в Пенсильвании.

После многочисленных исследований с использованием различных инструментов, включая инфракрасную спектроскопию и синхротронную дифракцию рентгеновских лучей, более чувствительный и усовершенствованный метод, чем тот, который использовался в середине 19 века, Чен показал, что эти минералы действительно были легче по отношению к железу и содержали гидроксил – водород и кислородная группа – замещенная часть атомов железа.

Гидроксилом в минерале является запасенная вода.

Исследователи недавно предложили в журнале Geology, «что гидрогематит является обычным явлением в низкотемпературных проявлениях оксида железа на Земле, и, в более широком смысле, он может содержать большое количество воды в явно засушливых планетных средах, таких как поверхность Марса».

«Я пыталась увидеть, каковы были естественные условия для образования оксидов железа», – сказала Чен.

«Каковы были необходимые температура и pH для кристаллизации этих водных фаз, и могу ли я придумать способ их синтеза».

Она обнаружила, что при температуре ниже 300 градусов по Фаренгейту в водной щелочной среде гидрогематит может выпадать в осадок, образуя осадочные слои.

«Большая часть поверхности Марса, по-видимому, образовалась, когда поверхность стала более влажной и из этой воды выпали оксиды железа», – сказал Хини.

«Но существование гидрогематита на Марсе все еще остается предположением».

«Черника», обнаруженная в 2004 году марсоходом НАСА «Оппортьюнити», – это гематит.

Хотя в последних марсоходах есть устройства для дифракции рентгеновских лучей с целью идентификации гематита, они недостаточно сложны, чтобы различать гематит и гидрогематит.

«На Земле эти сферические структуры представляют собой гидрогематит, поэтому мне кажется разумным предположить, что ярко-красные камешки на Марсе – это гидрогематит», – сказал Хини.

Исследователи отмечают, что безводный гематит, в котором отсутствует вода, и гидрогематит, содержащий воду, имеют два разных цвета, причем гидрогематит более красный или содержит темно-красные полосы.

Эксперименты Чен показали, что природный гидрогематит содержит от 3,6% до 7,8% по весу воды и что гетит содержит около 10% по весу воды.

Исследователи полагают, что в зависимости от количества гидратированных минералов железа, обнаруженных на Марсе, там может быть значительный запас воды.

Марс называют красной планетой из-за его цвета, который происходит из соединений железа в марсианской грязи.

По мнению исследователей, присутствие гидрогематита на Марсе дало бы дополнительные доказательства того, что Марс когда-то был водянистой планетой, а вода – единственным соединением, необходимым для всех форм жизни на Земле.