Земляные скалы указывают путь к воде, спрятанный на Марсе

«Один из экспериментов моего студента заключался в кристаллизации гематита. Она придумала соединение с низким содержанием железа, поэтому я пошёл в Google Scholar и нашёл две статьи 1840-х годов, в которых немецкие минерологи, используя влажную химию, предлагали бедные железом версии гематита, содержащие воду».

В 1844 году Рудольф Германн 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.

Гидрогематит (справа) более ярко-красный, чем безводный гематит (слева). (Изображение: Си Афина Чен, штат Пенсильвания)

Си Афина Чен, докторант Хини в области наук о Земле, начала с приобретения множества старых образцов, содержащих, как считалось, воду. Хини и Чен получили небольшой кусок оригинального образца Брайтгаупта, 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, что использовался в середине XIX века, Чен показала, что эти минералы действительно легки по отношению к железу и содержат гидроксил — водород и кислородная группа — замещённая часть атомов железа. Гидроксил в минерале — это запасённая 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».

Чен сказала: «Я пытался увидеть, каковы были естественные условия для образования оксидов железа. Каковы были температура и pH, необходимые для кристаллизации этих водных фаз, и могу ли я придумать способ их синтеза».

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

Хини сказал: «Большая часть поверхности Марса, по-видимому, образовалась, когда поверхность была более влажной, и из этой воды выпали оксиды железа. Но существование гидрогематита на Марсе всё ещё остаётся предположением».

Если гематит, обнаруженный на Марсе, на самом деле является гидрогематитом, на Марсе может быть скрыто большое количество воды.

«Черника», обнаруженная в 2004 году марсоходом НАСА «Оппортьюнити», — это гематит. Хотя в последних марсоходах есть устройства для дифракции рентгеновских лучей для идентификации гематита, они недостаточно сложны, чтобы различать гематит и гидрогематит. Хини сказал:

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

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

Образец гидрогематита, обнаруженный немецким минералогом Августом Брайтгауптом в 1843 году, с оригинальной этикеткой. (Изображение: АНДРЕАС МАССАНЕК, TU BERGAKADEMIE, ФРАЙБЕРГ, ГЕРМАНИЯ)

Эксперименты Чен показали, что природный гидрогематит содержит от 3,6 до 7,8 % по весу воды, а гетит — около 10 % по весу. Исследователи полагают, что в зависимости от количества гидратированных минералов железа, обнаруженных на Марсе, на Марсе может быть значительный запас воды.

Марс называют красной планетой из-за его цвета, который обусловлен соединениями железа в марсианской грязи. По мнению исследователей, присутствие гидрогематита на Марсе представит дополнительные доказательства тому, что Марс когда-то был водной планетой, что на Марсе могут быть большие резервуары с водой, а вода — это единственное соединение, необходимое для всех форм жизни на Земле.

Трой Оукс родился и вырос в Австралии и всегда хотел знать, почему и как все работает, что привело его к любви к науке. Он профессиональный фотограф и любит снимать красивые пейзажи Австралии. Он также является профессиональным охотником за штормами, в настоящее время живёт в Херви-Бэй, Австралия.

Источник: nspirement.com