Uma combinação de uma identificação do século 19 antes desmentida de um mineral de ferro que carrega água e o fato de que essas rochas são extremamente comuns na Terra, sugere a existência de um reservatório de água substancial em Marte, de acordo com uma equipe de geocientistas.

"Um dos experimentos do meu aluno foi cristalizar hematita, "disse Peter J. Heaney, professor de geociências, Estado de Penn. "Ela veio com um composto pobre em ferro, então fui ao Google Scholar e encontrei dois artigos da década de 1840 em que mineralogistas alemães, usando química úmida, propostas de versões pobres em ferro da hematita que continham água. "

Em 1844, Rudolf Hermann chamou seu mineral de turgita e em 1847 August Breithaupt nomeou sua hidrohematita. De acordo com Heaney, em 1920, outros mineralogistas, usando a então recém-desenvolvida técnica de difração de raios-X, declarou esses dois papéis incorretos. Mas a técnica nascente era muito primitiva para ver a diferença entre hematita e hidrohematita.

Si Athena Chen, Aluno de doutorado de Heaney em geociências, começou por adquirir uma variedade de amostras antigas do que havia sido rotulado como contendo água. Heaney e Chen obtiveram um pequeno pedaço da amostra original de Breithaupt, uma amostra rotulada como turgita da Smithsonian Institution, e, surpreendentemente, cinco amostras que estavam na coleção Frederick Augustus Genth da Penn State.

Após vários exames usando uma variedade de instrumentos, incluindo espectroscopia infravermelha e difração de raios-X síncrotron, um mais sensível, método refinado do que o usado em meados do século 19, Chen mostrou que esses minerais eram realmente leves em relação ao ferro e tinham hidroxila - um grupo de hidrogênio e oxigênio - no lugar de alguns dos átomos de ferro. A hidroxila no mineral é água armazenada.

Os pesquisadores propuseram recentemente na revista Geologia "que a hidrohematita é comum em ocorrências de óxido de ferro em baixa temperatura na Terra, e, por extensão, pode inventariar grandes quantidades de água em ambientes planetários aparentemente áridos, como a superfície de Marte. "

"Eu estava tentando ver quais eram as condições naturais para formar óxidos de ferro, "disse Chen." Quais foram as temperaturas e pH necessários para cristalizar essas fases hídricas e poderia eu descobrir uma maneira de sintetizá-los. "

Ela descobriu que em temperaturas abaixo de 300 graus Fahrenheit, em um aguado, ambiente alcalino que a hidrohematita pode precipitar, formando camadas sedimentares.

"Grande parte da superfície de Marte aparentemente se originou quando a superfície estava mais úmida e óxidos de ferro precipitaram dessa água, "disse Heaney." Mas a existência de hidrohematita em Marte ainda é especulativa. "

Os "mirtilos" encontrados em 2004 pelo veículo espacial Opportunity da NASA são hematita. Embora os mais recentes rovers de Marte tenham dispositivos de difração de raios-X para identificar hematita, eles não são sofisticados o suficiente para diferenciar hematita de hidrohematita.

"Na terra, essas estruturas esféricas são hidrohematita, então me parece razoável especular que as pedras vermelhas brilhantes em Marte são hidrohematita, "disse Heaney.

Os pesquisadores observam que a hematita anidra - sem água - e a hidrohematita - contendo água - são duas cores diferentes, com a hidrohematita sendo mais vermelha ou contendo estrias vermelho-escuras.

Os experimentos de Chen descobriram que a hidrohematita de ocorrência natural continha 3,6% a 7,8% em peso de água e que a goethita continha cerca de 10% em peso de água. Dependendo da quantidade de minerais de ferro hidratado encontrados em Marte, os pesquisadores acreditam que pode haver uma reserva de água substancial lá.

Marte é chamado de planeta vermelho por causa de sua cor, que vem de compostos de ferro na sujeira marciana. De acordo com os pesquisadores, a presença de hidrohematita em Marte forneceria evidências adicionais de que Marte já foi um planeta aquoso, e a água é o único composto necessário para todas as formas de vida na Terra.