Исследования горных пород породили гипотезу существования воды на Марсе
На Марсе может существовать значительный запас воды в связи с наличием там гидратированных минералов железа, полагают ученые в исследовании, опубликованном 20 июля в журнале Geology.
По мнению группы геологов, сочетание когда-то опровергнутого в 19 веке идентификации минерала железа, несущего воду, и того факта, что эти породы чрезвычайно распространены на Земле, предполагает существование значительного резервуара воды на Марсе.
«Одним из экспериментов моего студента была кристаллизация гематита, — сказал профессор наук о земле Питер Дж.Хини из Университета Пенсильвании. — Она придумала соединение, бедное железом, поэтому я пошел в Google Scholar и нашел две работы 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 Брайтаупт назвал свой гидрогематитом. По словам Хини, в 1920 году другие минералоги, используя недавно разработанный в то время метод рентгеновской дифракции, объявили эти две работы неверными. Но зарождающаяся техника была слишком примитивной, чтобы увидеть разницу между гематитом и гидрогематитом.
Для работы Хини и его докторант Си Афина Чен приобрели множество старых образцов, содержащих воду. После многочисленных исследований, включая инфракрасную спектроскопию и синхротронную рентгеновскую дифракцию Чэн показала, что эти минералы действительно были легкими для железа и имели гидроксил — группу водорода и кислорода. Гидроксил в минерале — это запасенная вода, отметили ученые.
Исследователи предположили, что гидрогематит распространен в низкотемпературных проявлениях оксида железа на Земле, и, следовательно, он может содержать большое количество воды в явно засушливых планетарных средах, таких как поверхность Марса.
«Я пыталась увидеть, каковы были естественные условия для образования оксидов железа, — сказала Чен. — Каковы были температура и pH, необходимые для кристаллизации этих водных фаз, и могу ли я придумать способ их синтеза». Она обнаружила, что при температурах ниже 300 градусов по Фаренгейту в водной щелочной среде гидрогематит может выпадать в осадок, образуя осадочные слои.
«Большая часть поверхности Марса, по-видимому, возникла, когда поверхность была более влажной, и оксиды железа осаждались из этой воды, — сказал Хини. — Но существование гидрогематита на Марсе все еще остается гипотетическим».
По словам ученых, «черника», найденная в 2004 году марсоходом НАСА Opportunity, — это гематит. Хотя у новейших марсоходов есть рентгеновские дифракционные устройства для идентификации гематита, они недостаточно сложны, чтобы различать гематит и гидрогематит.
«На Земле эти сферические структуры являются гидрогематитом, поэтому мне кажется разумным предположить, что ярко-красные камешки на Марсе являются гидрогематитом», — сказал Хини.
Исследователи отмечают, что безводная вода, в которой не хватает гематита, и вода, содержащая гидрогематит, 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, а гетит содержал около 10%. В зависимости от количества гидратированных минералов железа, найденных на Марсе, исследователи полагают, что там может быть значительный запас воды.
Марс называют красной планетой из-за его цвета, который происходит от соединений железа в марсианской грязи. По мнению исследователей, присутствие гидрогематита на Марсе дало бы дополнительные доказательства того, что Марс когда-то был водной планетой, а вода является единственным соединением, необходимым для всех форм жизни на Земле.
