En kombination av en en gång avslöjad 1800-talsidentifikation av ett vattenförande järnmineral och det faktum att dessa stenar är extremt vanliga på jorden, antyder att det finns en betydande vattenreservoar på Mars, enligt ett team av geovetare.

"Ett av min elevs experiment var att kristallisera hematit, sade Peter J. Heaney, professor i geovetenskap, Penn State. "Hon kom på en järnfattig förening, så jag gick till Google Scholar och hittade två artiklar från 1840-talet där tyska mineraloger, använder våt kemi, föreslagit järnfattiga versioner av hematit som innehöll vatten."

1844, Rudolf Hermann döpte sitt mineral till turgit och 1847 döpte August Breithaupt till sin hydrohematit. Enligt Heaney, år 1920, andra mineraloger, med den då nyutvecklade röntgendiffraktionstekniken, förklarade dessa två papper felaktiga. Men den begynnande tekniken var för primitiv för att se skillnaden mellan hematit och hydrohematit.

Hej Athena Chen, Heaneys doktorand i geovetenskap, började med att skaffa en mängd gamla prover på vad som hade märkts som innehållande vatten. Heaney och Chen fick en liten bit av Breithaupts originalprov, ett prov märkt som turgit från Smithsonian Institution, och, förvånande, fem prover som fanns i Penn States egen Frederick Augustus Genth-samling.

Efter flera undersökningar med en mängd olika instrument inklusive infraröd spektroskopi och synkrotronröntgendiffraktion, en mer känslig, förfinad metod än som användes i mitten av 1800-talet, Chen visade att dessa mineraler verkligen var lätta på järn och hade hydroxyl - en väte- och syregrupp - som ersatte några av järnatomerna. Hydroxylen i mineralet är lagrat vatten.

Forskarna föreslog nyligen i tidskriften Geologi "att hydrohematit är vanligt i lågtemperaturförekomster av järnoxid på jorden, och i förlängningen kan den inventera stora mängder vatten i till synes torra planetariska miljöer, såsom Mars yta."

"Jag försökte se vilka de naturliga förutsättningarna var för att bilda järnoxider, ", sa Chen. "Vilka var de nödvändiga temperaturerna och pH-värdet för att kristallisera dessa vattenhaltiga faser och kunde jag komma på ett sätt att syntetisera dem."

Hon fann att vid temperaturer lägre än 300 grader Fahrenheit, i en vattnig, alkalisk miljö kan hydrohematiten fällas ut, bildar sedimentära skikt.

"Mycket av Mars yta uppstod tydligen när ytan var blötare och järnoxider fälldes ut från det vattnet, " sade Heaney. "Men förekomsten av hydrohematit på Mars är fortfarande spekulativ."

De "blåbär" som hittades 2004 av NASA:s Opportunity-rover är hematit. Även om de senaste Mars-rovers har röntgendiffraktionsanordningar för att identifiera hematit, de är inte tillräckligt sofistikerade för att skilja mellan hematit och hydrohematit.

"På jorden, dessa sfäriska strukturer är hydrohematit, så det verkar rimligt för mig att spekulera i att de klarröda småstenarna på Mars är hydrohematit, " sa Heaney.

Forskarna noterar att vattenfri hematit - som saknar vatten - och hydrohematit - som innehåller vatten - är två olika färger, med hydrohematit som är rödare eller innehåller mörkröda streck.

Chens experiment fann att naturligt förekommande hydrohematit innehöll 3,6 till 7,8 viktprocent vatten och att goetit innehöll cirka 10 viktprocent vatten. Beroende på mängden hydratiserade järnmineraler som finns på Mars, forskarna tror att det kan finnas en betydande vattenreserv där.

Mars kallas den röda planeten på grund av dess färg, som kommer från järnföreningar i Mars-smutsen. Enligt forskarna, närvaron av hydrohematit på Mars skulle ge ytterligare bevis för att Mars en gång var en vattnig planet, och vatten är den enda förening som är nödvändig för alla livsformer på jorden.