Астрофізики та планетологи зробили захопливе відкриття на Марсі: за даними орбітальних інструментів, у шаруватих осадах біля величезної системи каньйонів планети приховано мінерал, який раніше ніхто не бачив. Нове дослідження вказує на рідкісний сульфат заліза, який може представляти абсолютно невідому фазу мінералу.
Сульфатні мінерали на Марсі зустрічаються часто: вони утворюються, коли вода випаровується, залишаючи хімічні сліди у ґрунті та породі. Через надзвичайну сухість поверхні планети багато таких відкладень збереглися мільярди років, що дозволяє науковцям відновлювати минулі умови середовища навіть із орбітальних спостережень.
Протягом останніх двадцяти років дослідники помічали дивні спектральні сигнали в шаруватих залізних сульфатах поблизу Valles Marineris, одного з найбільших каньйонів Сонячної системи. Сигнали не збігалися з відомими мінералами і довго залишалися загадкою.
Очолила дослідження доктор Дженіс Бішоп із SETI Institute та NASA Ames Research Center. Вона та її команда поєднали дані з орбітальних спостережень із лабораторними експериментами, щоб зрозуміти незвичні спектральні сигнали, зафіксовані інструментом CRISM на борту Mars Reconnaissance Orbiter.
Як повідомляє Nature Communications, результати вказують на рідкісну сполуку — гідроксисульфат заліза (ferric hydroxysulfate), яка раніше не фіксувалася у природі. Дослідники порівнювали інфрачервоні спектри лабораторних зразків із даними з Марса, що дозволило впізнати цю нову фазу.
Особливу увагу науковці приділили двом ділянкам біля Valles Marineris: Aram Chaos на північний схід від каньйону та плато Juventae над Juventae Chasma, каньйоном глибиною близько п’яти кілометрів. Ці райони мають геологічні ознаки давньої водної активності: стародавні канали свідчать про те, що вода колись текла цією місцевістю, випаровуючись і залишаючи багаті сульфатами відкладення.
Відкладення зустрічаються у тонких шарах завтовшки приблизно один метр, розташованих між базальтовими пластами. Дослідження морфології та стратиграфії дозволило встановити вік і взаємозв’язки між шарами.
Лабораторні експерименти показали можливий механізм утворення нового мінералу. Все починається з розеніту — сульфату заліза, що містить чотири молекули води. При нагріванні до близько 50°C він перетворюється на змомолнокіт (szomolnokite) з однією молекулою води. Якщо температура перевищує 100°C у присутності кисню, реакція дає гідроксисульфат заліза. Цей процес змінює атомну структуру мінералу та його інфрачервоне поглинання, що дозволяє ідентифікувати його з орбіти.
Відкриття гідроксисульфату заліза також свідчить, що на Марсі у тонкій атмосфері досі достатньо кисню для подібних реакцій. Це вказує на те, що геотермальне або вулканічне тепло могло змінювати сульфатні відкладення ще після їх первинного формування, створюючи нову фазу мінералу, яку дослідники, можливо, зафіксували вперше на поверхні Червоної планети.
Це відкриття не лише розширює знання про геохімію Марса, а й допомагає зрозуміти, як планетарні процеси впливали на хімічний склад його поверхні протягом мільярдів років.