Nella mineralogia planetaria, la scoperta di un minerale inedito su Marte rappresenta un evento di notevole rilevanza scientifica, capace di riscrivere la comprensione dei processi geologici e chimici che hanno plasmato il Pianeta Rosso nel corso di miliardi di anni. Un gruppo di ricercatori guidati dalla dottoressa Janice Bishop, ricercatrice senior presso il SETI Institute e il NASA Ames Research Center nella Silicon Valley californiana, ha ora identificato e caratterizzato una fase di idrossisolfato ferrico — un composto finora non catalogato — sulla superficie marziana. Lo studio, pubblicato su Nature Communications, combina osservazioni orbitali con esperimenti condotti in laboratorio e offre nuove chiavi interpretative sul ruolo del calore, dell'acqua e delle reazioni chimiche nell'evoluzione geologica di Marte.
Il contesto in cui si inserisce questa ricerca è quello dei solfati marziani, abbondanti sulla superficie del pianeta e testimoni privilegiati di ambienti antichi. A differenza di quanto avviene sulla Terra, dove le piogge disciolte tali minerali nel tempo, la straordinaria aridità di Marte ha permesso la loro conservazione per miliardi di anni, rendendoli archivi preziosi delle condizioni ambientali del passato. Per quasi due decenni, tuttavia, alcuni segnali spettrali anomali associati a strati di solfati ferrici nelle regioni marziane hanno sfidato la spiegazione degli scienziati, alimentando un dibattito aperto sulla loro origine.
Lo studio si è concentrato su due siti nelle vicinanze della Valles Marineris, uno dei sistemi di canyon più estesi dell'intero sistema solare. La prima area analizzata è Aram Chaos, situata a nordest del sistema di canyon, in una regione dove antichi flussi d'acqua scorrevano verso zone più depresse. Il secondo sito si trova sull'altopiano sopra Juventae Chasma, un canyon profondo circa 5 chilometri a nord di Valles Marineris. Entrambe le aree conservano tracce inequivocabili di un passato molto più umido: canali incisi da acque fluenti attraversano il paesaggio dell'altopiano di Juventae, mentre depositi stratificati di solfati di ferro e magnesio in Aram Chaos testimoniano eventi di inondazione catastrofica seguiti da prolungata evaporazione.
L'identificazione del minerale è stata resa possibile grazie all'integrazione di dati acquisiti dallo strumento CRISM (Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars), a bordo del Mars Reconnaissance Orbiter della NASA, con esperimenti condotti nei laboratori del SETI Institute e di NASA Ames. Ciascun tipo di solfato possiede una firma spettrale caratteristica nell'infrarosso, rilevabile dallo spazio. Gli strati superficiali di Aram Chaos mostrano solfati poliidratati, mentre sotto di essi si trovano solfati monoidratati e, ancora più in profondità, l'idrossisolfato ferrico.
La sequenza stratigrafica osservata ha trovato spiegazione negli esperimenti di laboratorio condotti dal dottor Johannes Meusburger, ricercatore postdottorale presso NASA Ames. Il percorso di trasformazione parte dalla rozenite (Fe²⁺SO₄·4H₂O), un solfato ferroso contenente quattro molecole d'acqua per unità cristallina. Il riscaldamento a circa 50°C converte questo minerale in szomolnokite (Fe²⁺SO₄·H₂O), che trattiene solo una molecola d'acqua. Superando i 100°C in presenza di ossigeno gassoso, si produce l'idrossisolfato ferrico attraverso la reazione: 4 Fe²⁺SO₄·H₂O + O₂ → 4 Fe³⁺SO₄OH + 2H₂O. In questo processo, il gruppo OH sostituisce H₂O nella struttura cristallina del minerale, e l'ossidazione del ferro da stato ferroso a ferrico completa la trasformazione.
Questo meccanismo richiede temperature superiori ai 100°C, ben al di sopra delle condizioni termiche tipiche della superficie marziana attuale. La presenza di idrossisolfato ferrico in queste aree punta quindi all'azione di sorgenti di calore geotermico o vulcanico nel sottosuolo. Sull'altopiano di Juventae, si ipotizza che i solfati idratati siano stati esposti al calore prodotto da colate laviche o ceneri vulcaniche sovrastanti; ad Aram Chaos, è invece l'energia geotermica profonda ad aver verosimilmente innescato le trasformazioni mineralogiche. Particolarmente significativo è il fatto che Marte, pur avendo un'atmosfera sottile dominata da CO₂, possieda ancora quantità sufficienti di ossigeno per consentire questa reazione di ossidazione.
La rarità dell'idrossisolfato ferrico sulla superficie marziana è di per sé informativa: il minerale è stato individuato solo in pochi siti circoscritti, mentre i solfati poliidratati e monoidratati si estendono su aree molto più vaste. Secondo i ricercatori, questa distribuzione riflette la localizzazione di antiche anomalie termiche sepolte, e non si esclude che ulteriori depositi rimangano celati al di sotto di strati di solfati monoidratati. La dottoressa Catherine Weitz, co-autrice dello studio e ricercatrice senior del Planetary Science Institute, ha sottolineato come l'analisi morfologica e stratigrafica delle quattro unità composizionali identificate abbia consentito di ricostruire le relazioni temporali e genetiche tra i diversi depositi.
Dal punto di vista classificatorio, la struttura cristallina dell'idrossisolfato ferrico risulta simile a quella della szomolnokite, ma con caratteristiche di stabilità termica proprie. Bishop ha precisato che, affinché venga ufficialmente riconosciuto come nuovo minerale dalla comunità scientifica internazionale, sarà necessario identificare questo composto anche su campioni terrestri — un requisito formale imprescindibile per la nomenclatura mineralogica. La ricerca di analoghi terrestri è quindi uno dei prossimi passi attesi.
Sul piano cronologico, i solfati osservati ad Aram Chaos e sull'altopiano di Juventae, incluso l'idrossisolfato ferrico, sembrano essersi formati in tempi più recenti rispetto al terreno circostante. I ricercatori ipotizzano che possano datarsi al periodo Amazzoniano, ovvero meno di tre miliardi di anni fa. Questa collocazione temporale suggerisce che alcune regioni di Marte abbiano mantenuto un'attività chimica e termica più recente di quanto si ritenesse, aprendo interrogativi sulla possibilità che ambienti geologicamente attivi possano aver favorito condizioni favorevoli alla chimica prebiotica o persino alla vita microbica.
