Marte, svelato il mistero del suo tipico colore rosso? La riposta potrebbe essere nella ferriidrite

Lo chiamiamo il Pianeta Rosso da secoli. Ora uno studio del 2025, pubblicato su Nature Communications, ha svelato i segreti dietro questo soprannome. Secondo l’ipotesi emersa pare che il colore del pianeta derivi dalla ferriidrite, un ossido di ferro scarsamente cristallino contenente all’interno della sua struttura gruppi idrossilici e acqua che si forma comunemente in acqua liquida fredda. Qualora dovesse rivelarsi corretta, questo materiale conserverebbe la memoria di un Marte più umido. Infatti il colore tipicamente rosso ruggine a questo punto non si è solo formato con il processo di ossidazione in seguito alla scomparsa di fiumi e laghi, ma poteva già essere presente quando scorreva l’acqua nel paesaggio, per poi diffondersi quando si è creato il deserto.

Telescopi moderni e sonde spaziali hanno da sempre dato una spiegazione chimica generale al colore di Marte, sostenendo che si trattasse di ossidazione del ferro dei minerali presenti nelle rocce, nella regolite e nella polvere. Ora la questione è di quale ferro si sta parlando. Per decenni si è pensato all’ematite, la cui formula non contiene acqua, ma la ferriidrite è diversa: è disordinata, poco cristallina e idratata. La sua individuazione su Marte collegherebbe il colore del corpo celeste all’erosione chimica in condizioni diverse dalla superficie secca e fredda di oggi.

Come si è svolto lo studio: l’importanza delle missioni spaziali

I ricercatori hanno preso in esame le osservazioni raccolte in diverse generazioni di missioni spaziali. Tra i principali dati analizzati figurano gli spettri orbitali ottenuti dallo spettrometro CRISM, installato a bordo del Mars Reconnaissance Orbiter della NASA, e quelli acquisiti da OMEGA, a bordo della missione Mars Express dell’ESA.

A queste informazioni hanno affiancato le misurazioni dell’ExoMars Trace Gas Orbiter (sonda orbitale lanciata nel 2016 dall’ESA) e dei rover Sojourner, Opportunity e Curiosity. Ciascuno di questi elementi permette di esaminare il problema da diverse prospettive. Gli spettrometri non analizzano campione di minerale puro: rilevano piuttosto il modo in cui la superficie marziana assorbe e riflette la luce a diverse lunghezze d’onda. Il risultato è una sorta di impronta spettrale che i ricercatori possono confrontare con quelle ottenute in laboratorio, così da individuarne composizione e caratteristiche.

Prendiamo CRISM, ad esempio. È stato utilizzato per individuare i minerali legati alla presenza  di acqua del passato su Marte, analizzando la luce riflessa dalla superficie in un ampio intervallo di lunghezze d’onda. I ricercatori hanno poi confrontato gli spettri di campioni di basalto e di diversi minerali di ferro ridotti in polvere. Confrontandoli con i risultati di laboratorio si è visto come la miscela composta da ferriidrite iperfine e basalto riproduceva le caratteristiche spettrali della superficie di Marte, rispetto a miscele che contenevano ematite, goethite, akaganeite e schwertmannite.

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La ferriidrite contiene acqua, eppure la sua caratteristica idratazione è difficile da individuare nella polvere marziana. Questo potrebbe risultate a svantaggio della sua esistenza, ma gli esami di laboratorio hanno dimostrato che non è determinante quando i grani sono minuscoli e i minerali mescolati. La presenza del basalto scuro può attenuare o nascondere le bande di assorbimento associate all’acqua della ferriidrite, in particolare quella attorno a 1,4 e 1,9 micrometri. Questo permette però di mantenere evidenti altre caratteristiche responsabili del tipico colore rosso della superficie di Marte. L’aggiunta di solfati di magnesio migliorava la corrispondenza con la polvere marziana, soprattutto in prossimità dell’ampia banda di idratazione intorno ai 3 micrometri.

In laboratorio i ricercatori hanno constatato come servisse una quantità sostanziale di ferriidrite, non una traccia contaminante, per riprodurre la tipica superficie di Marte. Si parla di una percentuale che si aggira tra il 20 e il 33%, motivo per cui in questo esperimento che ha ricreato la polvere di Marte la ferriidrite non è trattata come impurità, ma è il componente principale tra i minerali di ferro ossidato responsabili del colore rosso.

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Da dove proveniene la ferriidrite? E come è sopravvissuta su Marte senza trasformarsi?

Ricrearla è un conto, capire da dove provenga un altro. Sì, perché le polveri sono ben mescolate a livello globale a causa del soffiare dei venti. Il fatto che gli strumenti orbitali e i rover ne abbiano raccolti campioni in diverse aree suggerisce ancor di più che la ferriidrite non sia un fenomeno sporadico, ma abbia una forte presenza sulla superficie planetaria. Space Daily che ha riportato lo studio, a tal proposito, ha fatto notare come la ferriidrite possa raccontare la storia della scomparsa dell’acqua sul Pianeta Rosso.

La ferridriite è un minerale poco stabile: sulla Terra, con il passare del tempo, può trasformarsi in minerali più stabili e cristallini come goethite o ematite. Per questo la domanda è: com’è possibile che sia sopravvissuta così a lungo su Marte? I ricercatori hanno scperto che le condizioni attuali di Marte favoriscono la sua conservazione. In laboratorio l’hanno sottoposta a condizioni simili a quelle marziane per 40 giorni con radiazioni ultraviolette, una sottile atmosfera di anidride carbonica e una pressione molto bassa. Il minerale ha perso una parte dell’acqua, ma ha mantenuto la struttura originaria. Oggi Marte è molto freddo, secco e caratterizzato da una pressione atmosferica bassa, quindi in queste condizioni la trasformazione della ferriidrite in altri minerali avviene molto lentamente. Inoltre in una tra queste serve anche acqua liquida, che oggi su Marte è scarsamente presente.

La formazione della ferriidrite richiede acqua e l’ossidazione del ferro, ma l’antico Marte non aveva un’atmosfera ricca di ossigeno. I ricercatori ipotizzano quindi che l’ossidazione possa essere stata favorita da radiazioni ultraviolette, acqua, anidride carbonica e dalla progressiva perdita di idrogeno nello spazio. È probabile che il suo periodo di nascita risalga a quello più umido del pianeta, in ambienti come laghi, acque sotterranee e corsi d’acqua temporanei. Successivamente, l’erosione e i venti avrebbero trasportato e mescolato queste particelle, distribuendole nella polvere marziana.

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In passato Marte era abitabile? Ecco svelato il mistero

La presenza di ferriidrite suggerisce che parte della polvere marziana potrebbe essersi formata attraverso processi che coinvolgevano acqua liquida. Questo rafforza l’idea che l’antico Marte abbia avuto ambienti potenzialmente abitabili, anche se ciò non dimostra che sia mai esistita la vita. Tuttavia il materiale può comunque avere un ruolo di testimone, se non di una possibile presenza di organismi qualsiasi essi siano, delle interazioni tra acqua e rocce.

Lo studio fornisce prove significative a favore della presenza di ferriidrite nella polvere marziana, grazie alla combinazione di dati spettroscopici, esperimenti di laboratorio e analisi chimiche. Tuttavia non è ancora una conferma definitiva, perché nessun campione di polvere marziana è stato analizzato direttamente sulla Terra. Inoltre la ricerca non dimostra che tutta la polvere rossa si sia formata nello stesso periodo o esclusivamente in presenza di acqua. Potrebbero aver contribuito anche processi di ossidazione a secco. La ferriidrite viene quindi considerata una possibile componente dominante, non l’unica spiegazione.

L’analisi di futuri campioni marziani riportati sulla Terra potrebbe permettere di studiare direttamente la struttura dei minerali e chiarire come si siano formati e modificati nel tempo.