Une combinaison d'une identification jadis démystifiée d'un minéral de fer porteur d'eau au XIXe siècle et du fait que ces roches sont extrêmement courantes sur Terre, suggère l'existence d'un réservoir d'eau important sur Mars, selon une équipe de géoscientifiques.

"L'une des expériences de mes étudiants consistait à cristalliser de l'hématite, " a déclaré Peter J. Heaney, professeur de géosciences, État de Penn. "Elle a trouvé un composé pauvre en fer, alors je suis allé sur Google Scholar et j'ai trouvé deux articles des années 1840 où des minéralogistes allemands, en utilisant la chimie humide, ont proposé des versions pauvres en fer de l'hématite contenant de l'eau."

En 1844, Rudolf Hermann nomma son minéral turgite et en 1847, August Breithaupt nomma son hydrohématite. Selon Heaney, en 1920, autres minéralogistes, en utilisant la technique de diffraction des rayons X alors nouvellement développée, a déclaré ces deux documents inexacts. Mais la technique naissante était trop primitive pour voir la différence entre l'hématite et l'hydrohématite.

Si Athéna Chen, Le doctorant en géosciences de Heaney, a commencé par acquérir une variété d'anciens échantillons de ce qui avait été étiqueté comme contenant de l'eau. Heaney et Chen ont obtenu un petit morceau de l'échantillon original de Breithaupt, un échantillon étiqueté comme turgite de la Smithsonian Institution, et, étonnamment, cinq échantillons qui faisaient partie de la collection Frederick Augustus Genth de Penn State.

Après plusieurs examens utilisant une variété d'instruments, y compris la spectroscopie infrarouge et la diffraction des rayons X synchrotron, un plus sensible, méthode raffinée que celle utilisée au milieu du 19e siècle, Chen a montré que ces minéraux étaient en effet légers sur le fer et avaient un hydroxyle - un groupe hydrogène et oxygène - substitué à certains des atomes de fer. L'hydroxyle dans le minéral est de l'eau stockée.

Les chercheurs ont récemment proposé dans la revue Géologie "que l'hydrohématite est courante dans les occurrences d'oxyde de fer à basse température sur Terre, et par extension il peut inventorier de grandes quantités d'eau dans des environnements planétaires apparemment arides, comme la surface de Mars."

"J'essayais de voir quelles étaient les conditions naturelles pour former des oxydes de fer, " a déclaré Chen. " Quels étaient les températures et le pH nécessaires pour cristalliser ces phases hydratées et pourrais-je trouver un moyen de les synthétiser. "

Elle a constaté qu'à des températures inférieures à 300 degrés Fahrenheit, dans un aqueux, milieu alcalin l'hydrohématite peut précipiter, formant des couches sédimentaires.

"Une grande partie de la surface de Mars est apparemment apparue lorsque la surface était plus humide et que des oxydes de fer se sont précipités de cette eau, " a déclaré Heaney. "Mais l'existence d'hydrohématite sur Mars est encore spéculative."

Les "myrtilles" trouvées en 2004 par le rover Opportunity de la NASA sont de l'hématite. Bien que les derniers rovers martiens disposent d'appareils de diffraction des rayons X pour identifier l'hématite, ils ne sont pas assez sophistiqués pour différencier l'hématite de l'hydrohématite.

"Sur Terre, ces structures sphériques sont de l'hydrohématite, il me semble donc raisonnable de supposer que les cailloux rouge vif sur Mars sont de l'hydrohématite, " a déclaré Heaney.

Les chercheurs notent que l'hématite anhydre - dépourvue d'eau - et l'hydrohématite - contenant de l'eau - sont de deux couleurs différentes, l'hydrohématite étant plus rouge ou contenant des stries rouge foncé.

Les expériences de Chen ont révélé que l'hydrohématite naturelle contenait de 3,6% à 7,8% en poids d'eau et que la goethite contenait environ 10% en poids d'eau. Selon la quantité de minéraux de fer hydraté trouvés sur Mars, les chercheurs pensent qu'il pourrait y avoir une importante réserve d'eau là-bas.

Mars est appelée la planète rouge à cause de sa couleur, qui provient de composés de fer dans la saleté martienne. Selon les chercheurs, la présence d'hydrohématite sur Mars fournirait une preuve supplémentaire que Mars était autrefois une planète aquatique, et l'eau est le seul composé nécessaire à toutes les formes de vie sur Terre.