La tridimite è un minerale (biossido di silicio) che sulla Terra si forma per sublimazione di alcune rocce vulcaniche recenti a pressioni medio-basse (fino a ~0.4 GPa) e temperature elevate comprese tra gli 870 °C ed i 1470 °C, con un processo molto lento. Anche se può essere facilmente ricreata in laboratorio, è metastabile (cioè è in equilibrio molto precario! N.d.A.) alle condizioni ambientali terrestri e marziane per pressioni e temperature ordinarie. Su Marte, è stata trovata analizzando il campione dell'affioramento ricco di silice "Buckskin" (pelle di daino), situato all'interno della formazione Murray nella zona di Marias Pass, dove Curiosity ha soggiornato ad agosto dello scorso anno. Il luogo aveva suscitato l'interesse del team perché la silice è un composto formato dalle rocce contenenti silicio ed ossigeno e si trova comunemente sulla Terra in uno stato solido cristallino noto come quarzo. Alti livelli di silicio avrebbero potuto indicare anche un luogo ideale per la conservazione di materiale organico antico.

Questa scoperta, però, è diventata un vero grattacapo per gli scienziati perché il processo di formazione della tridimite stona completamente con il luogo del ritrovamento, la formazione Murray, che è praticamente fango indurito. Spessa in alcuni punti anche 200 metri, è considerata il fondale di quello che una volta doveva essere un grande lago marziano.

Schema stratigrafico del cratere Gale con indicati i punti di contatto analizzati da Curiosity

Sulla Terra è generalmente associata al vulcanismo silicico, cioè ad un vulcanesimo esplosivo che crea magmi viscosi ricchi di silice (acidi) in contrapposizione ad un vulcanesimo più moderato contraddistinto da abbondanti colate laviche basaltiche, che è quello che dovrebbe aver caratterizzato il passato di Marte. Mentre il primo non è mai stato ritenuto un fenomeno importante, o addirittura presente, nella storia del pianeta.
"Sulla Terra, la tridimite si forma a temperature elevate in un processo esplosivo chiamato vulcanismo silicico. Mount St. Helens, il vulcano attivo nello stato di Washington, e il vulcano Satsuma-Iwojima in Giappone sono esempi di tali vulcani. La combinazione di alto contenuto di silice e temperature estremamente elevate nei vulcani crea tridimite", ha detto Richard Morris, planetologo all'Astromaterials Research and Exploration Science (ARES) presso il Johnson Space Center della NASA, autore principale dello studio.

Gli autori hanno provato ad esplorare altri esempi di tridimite sulla Terra come la sua presenza in Oregon, derivata dall'ossidazione di fayalite in un flusso di riolite o l'alterazione della riolite da vapori vulcanici e fluidi idrotermali acidi in Giappone. La Tridimite è stata segnalata anche nei luoghi di impatto sul nostro pianeta dove le alte temperature associate all'evento ne hanno permesso la formazione. Tuttavia, nessun contesto sembra calzare al cratere Gale.

"Non siamo a conoscenza di nessun processo geologico che formi tridimite a basse temperature al di fuori del suo campo di stabilità termochimica", si legge nel documento.

In assenza di un processo di formazione a basse temperature noto, per gli autori, le tracce trovate nel campione devono necessariamente essere coerenti con le basse pressioni e le alte temperature. Di conseguenza, la tridimite potrebbe essere stata integrata in Buckskin come sedimento detritico generato dall'erosione di rocce vulcaniche di silicio ma questo porterebbe a ripensare e riscrivere il passato vulcanico di Marte.
"La tridimite è stata incorporato nel fango indurito del 'Lago Gale' a Buckskin come sedimenti provenienti dall'erosione di rocce vulcaniche di silicio", ha dichiarato Morris ma il team continuerà comunque a cercare metodi alternativi per spiegare come il minerale avrebbe potuto formarsi senza calore estremo.

Buckskin è stato forato nel sol 1060; la polvere è stata poi setacciata per particelle inferiori ai 150 micron e consegnata alla CheMin (Chemistry & Mineralogy) ed al SAM (Sample Analysis at Mars).

La CheMin usa la diffrazione dei raggi X, con funzionalità di fluorescenza, per produrre 45 immagini totali del campione generalmente nel corso di tre notti marziani. Su Buckskin l'analisi ha mostrato picchi evidenti di tridimite nei primi quattro fotogrammi e la comparsa di alcune macchie di diffrazione in concomitanza ad un calo di tridimite e ad un aumento di anidrite sui restanti 41. Un cambiamento che gli scienziati stanno ancora analizzando. Questo studio si basa su un confronto dei pattern ottenuti dalle immagini dalla 1 alla 4 e dalla 16 alla 45.

"Io dico sempre ai colleghi scienziati planetari di aspettarsi l'inaspettato su Marte", ha dichiarato Doug Ming co-autore del documento e scienziato presso l'ARES. "La scoperta di tridimite era completamente inaspettata ed ora è necessario capire se Marte ha sperimentato una storia vulcanica molto più violenta ed esplosiva di quanto si pensasse durante la prima evoluzione del pianeta".