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Manganese-Iron Phosphate Nodules at the Groken Site, Gale Crater, Mars

Treiman, Allan H. und Lanza, Nina L. und VanBommel, Scott und Berger, Jeff und Wiens, Roger und Bristow, Thomas und Johnson, Jeffrey und Rice, Melissa und Hart, Reginald und McAdam, Amy und Gasda, Patrick und Meslin, Pierre-Yves und Yen, Albert und Williams, Amy J. und Vasavada, Ashwin und Vaniman, David und Tu, Valerie und Thorpe, Michael und Swanner, Elizabeth D. und Seeger, Christina und Schwenzer, Susanne P. und Schröder, Susanne und Rampe, Elizabeth und Rapin, William und Ralston, Silas J. und Peretyazhko, Tanya und Newsom, Horton und Morris, Richard V. und Ming, Douglas und Loche, Matteo und Le Mouélic, Stéphane und House, Christopher und Hazen, Robert und Grotzinger, John P. und Gellert, Ralf und Gasnault, Olivier und Fischer, Woodward W. und Essunfeld, Ari und Downs, Robert T. und Downs, Gordon W. und Dehouck, Erwin und Crossey, Laura J. und Cousin, Agnes und Comellas, Jade M. und Clark, Joanna V. und Clark, Benton und Chipera, Steve und Caravaca, Gwenaël und Bridges, John und Blake, David F. und Anderson, Ryan (2023) Manganese-Iron Phosphate Nodules at the Groken Site, Gale Crater, Mars. Minerals, 13 (9), Seite 1122. Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI). doi: 10.3390/min13091122. ISSN 2075-163X.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
12MB

Offizielle URL: https://dx.doi.org/10.3390/min13091122

Kurzfassung

The MSL Curiosity rover investigated dark, Mn-P-enriched nodules in shallow lacustrine/fluvial sediments at the Groken site in Glen Torridon, Gale Crater, Mars. Applying all relevant information from the rover, the nodules are interpreted as pseudomorphs after original crystals of vivianite, (Fe2+,Mn2+)3(PO4)2·8H2O, that cemented the sediment soon after deposition. The nodules appear to have flat faces and linear boundaries and stand above the surrounding siltstone. ChemCam LIBS (laser-induced breakdown spectrometry) shows that the nodules have MnO abundances approximately twenty times those of the surrounding siltstone matrix, contain little CaO, and have SiO2 and Al2O3 abundances similar to those of the siltstone. A deconvolution of APXS analyses of nodule-bearing targets, interpreted here as representing the nodules’ non-silicate components, shows high concentrations of MnO, P2O5, and FeO and a molar ratio P/Mn = 2. Visible to near-infrared reflectance of the nodules (by ChemCam passive and Mastcam multispectral) is dark and relatively flat, consistent with a mixture of host siltstone, hematite, and a dark spectrally bland material (like pyrolusite, MnO2). A drill sample at the site is shown to contain minimal nodule material, implying that analyses by the CheMin and SAM instruments do not constrain the nodules’ mineralogy or composition. The fact that the nodules contain P and Mn in a small molar integer ratio, P/Mn = 2, suggests that the nodules contained a stoichiometric Mn-phosphate mineral, in which Fe did (i.e., could) not substitute for Mn. The most likely such minerals are laueite and strunzite, Mn2+Fe3+2(PO4)2(OH)2·8H2O and –6H2O, respectively, which occur on Earth as alteration products of other Mn-bearing phosphates including vivianite. Vivianite is a common primary and diagenetic precipitate from low-oxygen, P-enriched waters. Calculated phase equilibria show Mn-bearing vivianite could be replaced by laueite or strunzite and then by hematite plus pyrolusite as the system became more oxidizing and acidic. These data suggest that the nodules originated as vivianite, forming as euhedral crystals in the sediment, enclosing sediment grains as they grew. After formation, the nodules were oxidized—first to laueite/strunzite yielding the diagnostic P/Mn ratio, and then to hematite plus an undefined Mn oxy-hydroxide (like pyrolusite). The limited occurrence of these Mn-Fe-P nodules, both in space and time (i.e., stratigraphic position), suggests a local control on their origin. By terrestrial analogies, it is possible that the nodules precipitated near a spring or seep of Mn-rich water, generated during alteration of olivine in the underlying sediments.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/196997/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Manganese-Iron Phosphate Nodules at the Groken Site, Gale Crater, Mars
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Treiman, Allan H.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lanza, Nina L.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
VanBommel, ScottNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Berger, JeffNICHT SPEZIFIZIERThttps://orcid.org/0000-0002-0380-4683NICHT SPEZIFIZIERT
Wiens, RogerNICHT SPEZIFIZIERThttps://orcid.org/0000-0002-3409-7344NICHT SPEZIFIZIERT
Bristow, ThomasNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Johnson, JeffreyNICHT SPEZIFIZIERThttps://orcid.org/0000-0002-5586-4901NICHT SPEZIFIZIERT
Rice, MelissaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hart, ReginaldNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
McAdam, AmyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gasda, PatrickNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Meslin, Pierre-YvesNICHT SPEZIFIZIERThttps://orcid.org/0000-0002-0703-3951NICHT SPEZIFIZIERT
Yen, AlbertNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Williams, Amy J.NICHT SPEZIFIZIERThttps://orcid.org/0000-0001-6299-0845NICHT SPEZIFIZIERT
Vasavada, AshwinNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Vaniman, DavidNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Tu, ValerieNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Thorpe, MichaelNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Swanner, Elizabeth D.NICHT SPEZIFIZIERThttps://orcid.org/0000-0001-9507-0893NICHT SPEZIFIZIERT
Seeger, ChristinaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schwenzer, Susanne P.NICHT SPEZIFIZIERThttps://orcid.org/0000-0002-9608-0759NICHT SPEZIFIZIERT
Schröder, SusanneSusanne.Schroeder (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1870-3663NICHT SPEZIFIZIERT
Rampe, ElizabethNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rapin, WilliamNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ralston, Silas J.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Peretyazhko, TanyaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Newsom, HortonNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Morris, Richard V.NICHT SPEZIFIZIERThttps://orcid.org/0000-0003-1413-4002NICHT SPEZIFIZIERT
Ming, DouglasNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Loche, MatteoNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Le Mouélic, StéphaneNICHT SPEZIFIZIERThttps://orcid.org/0000-0001-5260-1367NICHT SPEZIFIZIERT
House, ChristopherNICHT SPEZIFIZIERThttps://orcid.org/0000-0002-4926-4985NICHT SPEZIFIZIERT
Hazen, RobertNICHT SPEZIFIZIERThttps://orcid.org/0000-0003-4163-8644NICHT SPEZIFIZIERT
Grotzinger, John P.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gellert, RalfNICHT SPEZIFIZIERThttps://orcid.org/0000-0001-7928-834XNICHT SPEZIFIZIERT
Gasnault, OlivierNICHT SPEZIFIZIERThttps://orcid.org/0000-0002-6979-9012NICHT SPEZIFIZIERT
Fischer, Woodward W.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Essunfeld, AriNICHT SPEZIFIZIERThttps://orcid.org/0000-0001-8689-0734NICHT SPEZIFIZIERT
Downs, Robert T.NICHT SPEZIFIZIERThttps://orcid.org/0000-0002-8380-7728NICHT SPEZIFIZIERT
Downs, Gordon W.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Dehouck, ErwinNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Crossey, Laura J.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Cousin, AgnesNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Comellas, Jade M.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Clark, Joanna V.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Clark, BentonNICHT SPEZIFIZIERThttps://orcid.org/0000-0002-5546-8757NICHT SPEZIFIZIERT
Chipera, SteveNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Caravaca, GwenaëlNICHT SPEZIFIZIERThttps://orcid.org/0000-0002-4138-0471NICHT SPEZIFIZIERT
Bridges, JohnNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Blake, David F.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Anderson, RyanNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:25 August 2023
Erschienen in:Minerals
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:13
DOI:10.3390/min13091122
Seitenbereich:Seite 1122
Verlag:Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI)
ISSN:2075-163X
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Mars, Gale, MSL, Mars Science Laboratory, Curiosity, rover, in-situ, spectroscopy, LIBS, geochemistry, manganese, phosphate
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Robotik
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R RO - Robotik
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - OptoRob [RO]
Standort: Berlin-Adlershof
Institute & Einrichtungen:Institut für Optische Sensorsysteme
Institut für Optische Sensorsysteme > In-situ Sensing
Hinterlegt von: Schröder, Susanne
Hinterlegt am:05 Sep 2023 07:55
Letzte Änderung:24 Jan 2024 08:35

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