Un minerale mai visto prima potrebbe nascondersi su Marte
Un team di scienziati potrebbe aver scoperto un nuovo minerale su Marte, nascosto tra gli antichi depositi di solfato del pianeta rosso. La notizia arriva da uno studio pubblicato su Nature Communications e condotto dalla dottoressa Janice Bishop, ricercatrice senior presso il SETI Institute e il centro di ricerca NASA Ames, in California. Il risultato è frutto di un lavoro che ha messo insieme esperimenti di laboratorio e dati raccolti dalle sonde in orbita marziana. E quello che è emerso ha davvero dell’incredibile.
Lo zolfo è un elemento abbondante su Marte. Si combina facilmente con altri elementi per formare minerali solfati, che sulla Terra tendono a sciogliersi rapidamente con la pioggia. Su Marte, però, il clima è talmente arido che questi minerali sopravvivono per miliardi di anni, conservando tracce preziose delle condizioni ambientali del passato. Da quasi vent’anni, i ricercatori cercavano di capire la natura di alcuni solfati di ferro stratificati che mostravano segnali spettrali anomali. Adesso, finalmente, sembra esserci una risposta: si tratterebbe di un idrossisolfato ferrico, una fase minerale rara e potenzialmente del tutto inedita.
I siti di studio vicino alla Valles Marineris
La ricerca si è concentrata su due aree nei pressi della Valles Marineris, uno dei sistemi di canyon più grandi dell’intero sistema solare. Il primo sito è Aram Chaos, una regione a nordest del canyon dove un tempo scorreva acqua verso le zone più basse. Il secondo si trova sull’altopiano sopra Juventae Chasma, un canyon profondo circa cinque chilometri situato appena a nord della Valles Marineris.
In entrambi i siti, i ricercatori hanno trovato tracce di un passato decisamente più umido. Canali scavati dall’acqua attraversano il paesaggio. Nella zona di Juventae, i minerali solfati si concentrano in piccole depressioni, probabilmente formatesi quando pozze d’acqua ricche di solfati sono evaporate lentamente. Quello che è rimasto, nel tempo, sono strati sottili di solfati ferrosi idrati, incluso il famoso idrossisolfato ferrico. Questi strati, spessi circa un metro, si trovano sia sopra che sotto materiali basaltici, il che suggerisce che siano stati esposti a calore vulcanico dopo la loro formazione iniziale.
Come ha spiegato la dottoressa Catherine Weitz, coautrice dello studio e scienziata senior presso il Planetary Science Institute, l’analisi delle morfologie e delle stratigrafie ha permesso di ricostruire le relazioni temporali tra le diverse unità compositive del terreno.
Come il calore ha trasformato i solfati marziani
Il vero colpo di scena è arrivato dal laboratorio. I ricercatori del SETI Institute e della NASA Ames hanno riprodotto in laboratorio le trasformazioni chimiche che probabilmente sono avvenute su Marte. Il processo parte dalla rozenite, un solfato ferroso che contiene quattro molecole d’acqua per ogni cella unitaria. Riscaldandola, si ottiene la szomolnokite, che ne contiene solo una. Continuando a scaldare oltre i 100°C, si forma l’idrossisolfato ferrico, dove i gruppi OH sostituiscono l’acqua nella struttura del minerale.
Questo passaggio è fondamentale. Temperature superiori ai 100°C sono ben al di sopra delle normali condizioni sulla superficie marziana. Ciò significa che deve essere intervenuta un’attività geotermica o vulcanica per innescare la trasformazione. Il nuovo minerale su Marte, quindi, non racconta solo la storia dell’acqua: racconta anche quella del calore sotterraneo del pianeta.
Un dettaglio interessante riguarda l’ossigeno. La reazione chimica che produce l’idrossisolfato ferrico richiede ossigeno gassoso e genera acqua. Marte ha un’atmosfera sottile, dominata dall’anidride carbonica, ma contiene comunque abbastanza ossigeno perché questa reazione possa avvenire.
Come ha sottolineato il dottor Johannes Meusburger, ricercatore postdottorale alla NASA Ames, i cambiamenti nella struttura atomica sono minimi, eppure alterano drasticamente il modo in cui questi minerali assorbono la luce infrarossa. Ed è proprio questa caratteristica che ha permesso l’identificazione del nuovo minerale su Marte attraverso lo strumento CRISM, montato sulla sonda in orbita.
C’è un ultimo passaggio da compiere prima che la scoperta diventi ufficiale: il minerale dovrà essere trovato anche sulla Terra per essere riconosciuto formalmente dalla comunità scientifica. Ma già adesso, questa ricerca apre prospettive affascinanti sulla storia geologica di Marte e sulle forze che hanno plasmato il suo paesaggio nel corso di miliardi di anni.
