Een combinatie van een eens ontkracht 19e-eeuwse identificatie van een waterhoudend ijzermineraal en het feit dat deze rotsen extreem veel voorkomen op aarde, suggereert het bestaan ​​van een aanzienlijk waterreservoir op Mars, volgens een team van geowetenschappers.

"Een van de experimenten van mijn student was om hematiet te kristalliseren, " zei Peter J. Heaney, hoogleraar geowetenschappen, Penn State. "Ze bedacht een ijzerarm mengsel, dus ging ik naar Google Scholar en vond twee artikelen uit de jaren 1840 waarin Duitse mineralogen, natte chemie gebruiken, stelde ijzerarme versies van hematiet voor die water bevatten."

in 1844, Rudolf Hermann noemde zijn mineraal turgiet en in 1847 noemde Augustus Breithaupt zijn hydrohematiet. Volgens Heaney, in 1920, andere mineralogen, met behulp van de toen nieuw ontwikkelde röntgendiffractietechniek, verklaarde deze twee papieren onjuist. Maar de ontluikende techniek was te primitief om het verschil tussen hematiet en hydrohematiet te zien.

Si Athene Chen, Heaney's doctoraalstudent in de geowetenschappen, begon met het verwerven van een verscheidenheid aan oude monsters van wat was geëtiketteerd als water bevattend. Heaney en Chen hebben een klein stukje van Breithaupt's originele monster verkregen, een monster met het label turgite van het Smithsonian Institution, en, verrassend genoeg, vijf monsters die in Penn State's eigen Frederick Augustus Genth collectie waren.

Na meerdere onderzoeken met verschillende instrumenten, waaronder infraroodspectroscopie en synchrotron-röntgendiffractie, een gevoeliger, verfijnde methode dan gebruikt in het midden van de 19e eeuw, Chen toonde aan dat deze mineralen inderdaad licht op ijzer waren en sommige ijzeratomen hadden vervangen door hydroxyl - een waterstof- en zuurstofgroep. De hydroxyl in het mineraal is opgeslagen water.

De onderzoekers hebben onlangs in het tijdschrift voorgesteld: Geologie "dat hydrohematiet veel voorkomt bij lage temperaturen van ijzeroxide op aarde, en bij uitbreiding kan het grote hoeveelheden water inventariseren in schijnbaar droge planetaire omgevingen, zoals het oppervlak van Mars."

"Ik probeerde te zien wat de natuurlijke omstandigheden waren om ijzeroxiden te vormen, " zei Chen. "Wat waren de benodigde temperaturen en pH om deze waterige fasen te kristalliseren en zou ik een manier kunnen bedenken om ze te synthetiseren."

Ze ontdekte dat bij temperaturen lager dan 300 graden Fahrenheit, in een waterige, alkalische omgeving kan het hydrohematiet neerslaan, sedimentaire lagen vormen.

"Een groot deel van het oppervlak van Mars is blijkbaar ontstaan ​​toen het oppervlak natter was en ijzeroxiden uit dat water precipiteerden, " zei Heaney. "Maar het bestaan ​​van hydrohematiet op Mars is nog steeds speculatief."

De "bosbessen" die in 2004 door NASA's Opportunity-rover werden gevonden, zijn hematiet. Hoewel de nieuwste Marsrovers röntgendiffractie-apparaten hebben om hematiet te identificeren, ze zijn niet geavanceerd genoeg om onderscheid te maken tussen hematiet en hydrohematiet.

"Op aarde, deze bolvormige structuren zijn hydrohematiet, dus het lijkt me redelijk om te speculeren dat de felrode kiezelstenen op Mars hydrohematiet zijn, ' zei Heaney.

De onderzoekers merken op dat watervrij hematiet - zonder water - en hydrohematiet - dat water bevat - twee verschillende kleuren zijn, waarbij hydrohematiet roder is of donkerrode strepen bevat.

Chen's experimenten vonden dat natuurlijk voorkomend hydrohematiet 3,6 tot 7,8 gew.% water bevatte en dat goethiet ongeveer 10 gew.% water bevatte. Afhankelijk van de hoeveelheid gehydrateerde ijzermineralen gevonden op Mars, de onderzoekers denken dat daar een aanzienlijke waterreserve zou kunnen zijn.

Mars wordt vanwege zijn kleur de rode planeet genoemd, die afkomstig is van ijzerverbindingen in het Marsvuil. Volgens de onderzoekers is de aanwezigheid van hydrohematiet op Mars zou aanvullend bewijs leveren dat Mars ooit een waterige planeet was, en water is de enige verbinding die nodig is voor alle levensvormen op aarde.