O echipă de cercetători anunță că ar fi identificat pe Marte un posibil mineral necunoscut până acum. Descoperirea, prezentată într-un studiu publicat în revista Nature Communications, indică existența unui tip de sulfat de fier care ar putea reprezenta o specie minerală nouă, scrie Science Daily.
Sulful este foarte răspândit pe Marte și se combină frecvent cu alte elemente pentru a forma sulfați naturali. Pe Pământ, majoritatea sulfaților se dizolvă ușor în apă de ploaie. În schimb, clima extrem de uscată de pe Marte permite acestor minerale să se păstreze timp de miliarde de ani, conservând informații despre mediul antic al planetei.
Fiecare mineral are o structură cristalină proprie și proprietăți fizice distincte. Exemple cunoscute sunt gips și hematit. Pentru a identifica mineralele de pe suprafața marțiană, oamenii de știință analizează date colectate de sonde aflate pe orbită și încearcă astfel să reconstruiască condițiile de mediu în care acestea s-au format.
De aproape două decenii, cercetătorii au fost intrigați de straturi de sulfați de fier observate pe Marte, care prezentau semnale spectrale neobișnuite. Un nou studiu condus de Janice Bishop, cercetător la SETI Institute și la NASA Ames Research Center, a identificat acum o fază rară de hidroxosulfat feric.
Pentru a înțelege mai bine aceste materiale, echipa a combinat experimente realizate în laborator cu observațiile obținute de la sateliții care orbitează planeta. Rezultatele oferă indicii noi despre rolul apei, al căldurii și al reacțiilor chimice în modelarea suprafeței marțiene.
„Am investigat două zone cu sulfați situate în apropierea vastului sistem de canioane Valles Marineris, unde datele orbitale indicau benzi spectrale misterioase, dar și straturi de sulfați și formațiuni geologice interesante”, a declarat Bishop.
Zonele studiate lângă Valles Marineris
Cercetarea s-a concentrat pe două regiuni aflate în apropierea sistemului de canioane Valles Marineris, unul dintre cele mai mari din sistemul solar.
Prima locație este Aram Chaos, situată la nord-est de canion, unde în trecut ar fi curs apă spre zonele joase din nord. A doua zonă analizată se află pe platoul de deasupra canionului Juventae Chasma, un canion adânc de aproximativ 5 kilometri.
Platoul Juventae
Această regiune aflată lângă stâncile din Valles Marineris păstrează semne ale unui trecut mai umed. Canale vechi, sculptate de apă curgătoare, traversează peisajul.
Cercetătorii au descoperit minerale sulfatice concentrate într-o mică depresiune, care probabil s-a format atunci când bazine de apă bogată în sulfați s-au evaporat treptat. Pe măsură ce apa dispărea, au rămas în urmă sulfați feroși hidratați.
Aceste minerale, inclusiv hidroxosulfatul feric, apar în straturi subțiri de aproximativ un metru grosime, aflate atât deasupra, cât și sub materiale bazaltice. Poziția lor sugerează că, după formare, au fost expuse la căldură provenită din lavă sau cenușă vulcanică.
„Analiza formelor și a stratigrafiei acestor patru unități compoziționale ne-a permis să stabilim vârsta și relațiile de formare dintre ele”, a explicat Catherine Weitz, coautoare a studiului și cercetător senior la Planetary Science Institute.
Dovezi din Aram Chaos
Mineralele sulfatice sunt răspândite în întreaga regiune Valles Marineris, mai ales în zonele accidentate cunoscute sub numele de „terenuri haotice”. Oamenii de știință cred că aceste regiuni s-au format în urma unor inundații masive care au remodelat suprafața planetei în trecut.
Pe măsură ce apa s-a evaporat, au rămas depozite stratificate de sulfați de fier și magneziu, care oferă dovezi că Marte a avut cândva un climat mult mai umed.
Într-un astfel de teren haotic format într-un crater de impact antic, straturile superioare conțin sulfați polihidratați. Sub acestea se află straturi de sulfați monohidratați și hidroxosulfat feric.
Cum a transformat căldura sulfații de pe Marte
Fiecare dintre aceste tipuri de sulfați are o semnătură spectrală distinctă care poate fi detectată de pe orbită cu ajutorul instrumentului CRISM.
Inițial, dispunerea acestor straturi minerale era greu de explicat. Experimentele de laborator au clarificat însă procesul.
Cercetătorii au descoperit că încălzirea sulfaților polihidratați la aproximativ 50°C îi transformă în forme monohidratate. Când temperatura depășește 100°C, apare hidroxosulfatul feric.
Aceste rezultate sugerează că surse de căldură geotermală au modificat mineralele după ce acestea s-au depus.
Experimentele de laborator
Cercetătorii de la SETI Institute și NASA Ames au realizat experimente pentru a urmări modul în care aceste minerale se transformă.
Procesul începe cu rozenit, care conține patru molecule de apă în fiecare celulă cristalină. Prin încălzire, acesta se transformă în szomolnokit, care conține o singură moleculă de apă.
Încălzirea continuă produce hidroxosulfat feric, în care gruparea OH înlocuiește moleculele de apă din structura mineralului.
„Experimentele noastre sugerează că acest hidroxosulfat feric se formează doar atunci când sulfații ferosi hidratați sunt încălziți în prezența oxigenului”, a explicat Johannes Meusburger. „Deși schimbările din structura atomică sunt foarte mici, reacția modifică semnificativ modul în care aceste minerale absorb lumina infraroșie, ceea ce ne-a permis să identificăm acest posibil mineral nou pe Marte folosind instrumentul CRISM.”
Un posibil mineral nou
Reacția chimică necesară pentru formarea acestui mineral implică oxigen și produce apă. Deși atmosfera marțiană este foarte subțire și dominată de dioxid de carbon, ea conține totuși suficient oxigen pentru ca această reacție să aibă loc.
„Materialul obținut în experimentele de laborator este probabil un mineral nou datorită structurii sale cristaline unice și stabilității termice”, a spus Bishop. „Totuși, pentru ca el să fie recunoscut oficial ca mineral, trebuie să fie descoperit și pe Pământ.”
Descoperirea sugerează că zone ale planetei au rămas active din punct de vedere chimic și termic mai recent decât se credea, oferind indicii noi despre evoluția suprafeței marțiene și despre condițiile care ar fi putut susține viața.
Ştiri video recomandate
