Οι σωλήνες λάβας στη Σελήνη και στον Άρη είναι πραγματικά, πραγματικά μεγάλοι. Αρκετά μεγάλο για να χωρέσει μια ολόκληρη πλανητική βάση
Θα μπορούσαν οι σωλήνες λάβας στη Σελήνη και τον Άρη να παίξουν κάποιο ρόλο στην καθιέρωση μιας ανθρώπινης παρουσίας σε αυτούς τους κόσμους; Πιθανώς, σύμφωνα με ομάδα ερευνητών. Η νέα τους μελέτη δείχνει ότι οι σωλήνες λάβας της Σελήνης και του Άρη μπορεί να είναι τεράστιοι και εύκολα αρκετά μεγάλοι για να χωρέσουν μια βάση.
Τόσο η Σελήνη όσο και ο Άρης ήταν ηφαιστειακά ενεργά κάποια στιγμή, και όλη αυτή η δραστηριότητα έχει αφήσει το σημάδι της και στους δύο κόσμους. Ο Άρης φιλοξενεί το μεγαλύτερο ηφαίστειο του Ηλιακού Συστήματος, το Olympus Mons, καθώς και πολυάριθμους σωλήνες λάβας. Η Σελήνη δεν έχει ηφαίστεια, αλλά οι τροχιοδρομητές έχουν εντοπίσει σωλήνες λάβας στην επιφάνεια. Και αυτοί οι σωλήνες προσελκύουν όλο και περισσότερη προσοχή, καθώς διαμορφώνονται μελλοντικά σχέδια για ένα είδος οικοτόπου και στους δύο κόσμους.
Μια ομάδα ερευνητών από ιταλικά πανεπιστήμια ολοκλήρωσε μια νέα μελέτη σε αυτούς τους σωλήνες. Ο τίτλος του είναι ' Σωλήνες λάβας στη Γη, τη Σελήνη και τον Άρη: Μια ανασκόπηση για το μέγεθος και τη μορφολογία τους που αποκαλύπτεται από τη συγκριτική πλανητολογία. Ο κύριος συγγραφέας είναι ο Riccardo Pozzobon, πλανητικός γεωλόγος στο Τμήμα Γεωεπιστημών του Πανεπιστημίου της Πάδοβας. Η μελέτη δημοσιεύεται στο περιοδικό Earth-Science Reviews.
Τα στοιχεία για σωλήνες λάβας —ή πυραγωγούς— στον Άρη και τη Σελήνη είναι με τη μορφή μακριών κυλινδρικών ανυψωμένων καναλιών και σε λεγόμενους «φωτογραφίες», όπου η οροφή ενός σωλήνα λάβας έχει υποχωρήσει. Υπάρχουν πολλά εικόνες από τροχιά αυτών των χαρακτηριστικών, αν και δυστυχώς δεν έχουν διερευνηθεί ακόμα.
Αυτή είναι μια περικομμένη εκδοχή μιας εικόνας HiRISE ενός φεγγίτη από σωλήνα λάβας στο ηφαίστειο του Άρη Pavonis Mons. Πίστωση εικόνας: Από NASA / Εργαστήριο Jet Propulsion / Πανεπιστήμιο της Αριζόνα – http://hirise.lpl.arizona.edu/ESP_023531_1840, Δημόσιος Τομέας, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=20314169
Στο έγγραφό τους, οι συγγραφείς γράφουν ότι «Στη Σελήνη, υποεπιφανειακές κοιλότητες έχουν συναχθεί από πολλούς φεγγίτες στις ομαλές πεδιάδες της Μαρίας και επιβεβαιώθηκαν με τη χρήση βαρυμετρίας και ραντάρ, ενώ στον Άρη έχουν εντοπιστεί αρκετοί βαθείς φεγγίτες σε ροές λάβας με εντυπωσιακές ομοιότητες με επίγειες περιπτώσεις .»
«Μπορούμε να βρούμε σωλήνες λάβας στον πλανήτη Γη, αλλά και στο υπέδαφος της Σελήνης και του Άρη, σύμφωνα με τις εικόνες υψηλής ανάλυσης των φεγγιτών σωλήνων λάβας που τραβήχτηκαν από διαπλανητικούς ανιχνευτές. Η ύπαρξη σωλήνων λάβας συχνά συνάγεται με την παρατήρηση γραμμικών κοιλοτήτων και ημιτονοειδών αλυσίδων κατάρρευσης όπου οι γκαλερί έσπασαν», εξήγησε ο συν-συγγραφέας Francesco Sauro σε ένα δελτίο τύπου .
Εκπληκτική θέα στον ήλιο του κρατήρα Mare Tranquillitatis που αποκαλύπτει ογκόλιθους σε ένα κατά τα άλλα ομαλό δάπεδο. Ο λάκκος των 100 μέτρων μπορεί να παρέχει πρόσβαση σε σεληνιακό σωλήνα λάβας. Πίστωση εικόνας: Από NASA/GSFC/Κρατικό Πανεπιστήμιο της Αριζόνα – http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA13518, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=54853313
Για να προσπαθήσουν να τους κατανοήσουν καλύτερα, οι συγγραφείς της νέας εργασίας δημιούργησαν μια επισκόπηση των σωλήνων λάβας στη Γη και στη συνέχεια τους συνέκριναν με δεδομένα από τον Άρη και τη Σελήνη.
«Αυτές οι αλυσίδες κατάρρευσης αντιπροσωπεύουν ιδανικές πύλες ή παράθυρα για εξερεύνηση στο έδαφος. Η μορφολογική έκφραση της επιφάνειας των σωλήνων λάβας στον Άρη και τη Σελήνη είναι παρόμοια με την αντίστοιχη επίγεια. Σπηλαιολόγοι μελέτησε διεξοδικά τους σωλήνες λάβας στη Γη στη Χαβάη, τις Κανάριες Νήσους, την Αυστραλία και την Ισλανδία», είπε ο Sauro.
Μια εικόνα ενός σωλήνα λάβας στο Alba Mons του Άρη, από το Viking Orbiter της NASA. Πίστωση εικόνας: NASA
Οι σωλήνες λάβας σχηματίζονται από τη ρέουσα λάβα. Καθώς το εξωτερικό της λάβας που ρέει ψύχεται και σκληραίνει, σχηματίζει έναν σωλήνα μέσω του οποίου ρέει υγρή λάβα. Αυτή η λάβα μπορεί να στραγγίσει έξω από τον σωλήνα, αφήνοντας μια κούφια δομή που μπορεί να ταξιδέψει για πολύ δρόμο και να είναι πολύ ογκώδης. Στη Γη, ο μεγαλύτερος σωλήνας λάβας είναι το σπήλαιο Kazamura στη Χαβάη. Έχει μήκος 65,5 km (40,7 μίλια). Μερικές φορές είναι εμφανείς από γραμμικές αλυσίδες κοιλωμάτων στην επιφάνεια που συνδέονται γραμμικά υπόγεια.
Ωστόσο, υπάρχει μια βασική διαφορά μεταξύ των σωλήνων λάβας στη Γη και σε άλλα μέρη. Στη Γη, οι σωλήνες λάβας και οι φεγγίτες τους σχηματίζονται από ηφαιστειακή δραστηριότητα. Αλλά στη Σελήνη και τον Άρη, ορισμένοι σωλήνες και φεγγίτες μπορούν να δημιουργηθούν από κρούση τήξης και άλλες διεργασίες. «Ομοίως», γράφουν οι συγγραφείς, «στη Σελήνη δεν λιώνουν όλοι οι φεγγίτες που σχηματίζονται σε ηφαιστειακά εδάφη, αλλά και σε κρούση, επομένως σε αυτές τις περιπτώσεις πιθανώς άλλες διεργασίες ευθύνονται για το σχηματισμό τους. Για αυτούς τους λόγους, κάθε μελέτη που στοχεύει στον εντοπισμό καταρρεύσεων σωλήνων λάβας και υποψηφίων φεγγίτη στην επιφάνεια αυτών των πλανητικών σωμάτων πρέπει να ακολουθεί μια αυστηρή προσέγγιση που βασίζεται σε μια γεωμορφολογική σύγκριση με επίγεια ανάλογα».
Αυτό το σχήμα από τη μελέτη δείχνει τους κύριους μορφολογικούς και μορφομετρικούς χαρακτήρες των τεκτονικών αλυσίδων λακκών στον Άρη (l) και στη Σελήνη (r). Για περισσότερες πληροφορίες, δείτε τη μελέτη. Πίστωση εικόνας: Pozzobon et al, 2020.
Οι συγγραφείς ήθελαν έναν τρόπο να ποσοτικοποιήσουν τους σωλήνες λάβας της Σελήνης και του Άρη και να κατανοήσουν τη μορφολογία τους. Αν και δεν έχουμε εξερευνήσει ποτέ αυτούς τους σωλήνες σε κανέναν κόσμο, υπάρχουν πολλά διαθέσιμα τροχιακά δεδομένα. Αυτό ήταν το κλειδί για αυτή τη μελέτη.
«Μετρήσαμε το μέγεθος και συγκεντρώσαμε τη μορφολογία των αλυσίδων κατάρρευσης της Σελήνης και του Άρη (σωλήνες λάβας που κατέρρευσαν), χρησιμοποιώντας ψηφιακά μοντέλα εδάφους (DTMs), τις οποίες λάβαμε μέσω δορυφορικών στερεοσκοπικών εικόνων και υψομετρίας λέιζερ που ελήφθησαν από διαπλανητικούς ανιχνευτές», δήλωσε ο Riccardo Pozzobon. «Στη συνέχεια, συγκρίναμε αυτά τα δεδομένα με τοπογραφικές μελέτες σχετικά με παρόμοιες αλυσίδες κατάρρευσης στην επιφάνεια της Γης και με σαρώσεις λέιζερ του εσωτερικού σωλήνων λάβας στο Λανθαρότε και τα Γκαλαπάγκος. Αυτά τα δεδομένα μας επέτρεψαν να ορίσουμε έναν περιορισμό στη σχέση μεταξύ των αλυσίδων κατάρρευσης και των υπόγειων κοιλοτήτων που είναι ακόμα άθικτες».
Αυτό που βρήκαν ήταν ότι οι γήινοι σωλήνες λάβας ήταν ωχροί σε σύγκριση με τους αντίστοιχους σεληνιακούς και αρειανούς. Οι γήινοι σωλήνες έχουν διαμέτρους από 10 έως 100 μέτρα (33 έως 330 πόδια). Αλλά οι αρειανοί σωλήνες είναι περίπου 100 φορές φαρδύτεροι από αυτό, και οι σεληνιακούς σωλήνες είναι θετικά τεράστιοι σε σύγκριση: 1000 φορές ευρύτεροι. Η διαφορά οφείλεται στη χαμηλότερη βαρύτητα και στους δύο κόσμους και στην επίδρασή της στον ηφαιστειακό.
Αυτό το σχήμα από τη μελέτη δείχνει μερικούς σωλήνες, αεραγωγούς και φεγγίτες στο ηφαίστειο Arsia Mons στον Άρη. Οι σωλήνες λάβας στον Άρη μπορεί να είναι 100 φορές μεγαλύτεροι από ό,τι στη Γη, σύμφωνα με τη μελέτη. Πίστωση εικόνας: Pozzobon et al, 2020.
«Οι σωλήνες τόσο πλάτους όσο αυτοί μπορεί να είναι μεγαλύτεροι από 40 χιλιόμετρα, καθιστώντας τη Σελήνη έναν εξαιρετικό στόχο για υπεδάφια εξερεύνηση και πιθανή εγκατάσταση στα ευρέως προστατευμένα και σταθερά περιβάλλοντα των σωλήνων λάβας», είπε ο Pozzobon. «Τα τελευταία είναι τόσο μεγάλα που μπορούν να περιλάβουν ολόκληρο το κέντρο της πόλης της Πάντοβας».
Είναι όμως σταθερά περιβάλλοντα; Πολλές τροχιακές εικόνες δείχνουν σωλήνες λάβας που έχουν καταρρεύσει, με φεγγίτες να διαστέλλονται στους σωλήνες. Σύμφωνα με τον Matteo Massironi, είναι σταθερά, χάρη στη χαμηλότερη βαρύτητα, και οι κρούσεις ευθύνονται για τις καταρρεύσεις και τους φεγγίτες.
«Αυτό που είναι πιο σημαντικό είναι ότι, παρά την εντυπωσιακή διάσταση των σεληνιακών σωλήνων, παραμένουν καλά εντός του ορίου σταθερότητας της οροφής λόγω της χαμηλότερης βαρυτικής έλξης», εξηγεί ο Matteo Massironi, καθηγητής Δομικής και Πλανητικής Γεωλογίας στο Τμήμα Γεωεπιστημών. του Πανεπιστημίου της Πάντοβας. «Αυτό σημαίνει ότι η πλειονότητα των σωλήνων λάβας κάτω από τις λείες πεδιάδες της Μαρίας είναι άθικτες. Οι αλυσίδες κατάρρευσης που παρατηρήσαμε μπορεί να προκλήθηκαν από αστεροειδείς που τρυπούσαν τα τοιχώματα του σωλήνα. Αυτό είναι που οι αλυσίδες κατάρρευσης Μάριους Χιλς φαίνεται να προτείνει. Από το τελευταίο, μπορούμε να έχουμε πρόσβαση σε αυτές τις τεράστιες υπόγειες κοιλότητες».
Αυτές οι τεράστιες υπόγειες περιοχές θα έλυσαν ορισμένα από τα προβλήματα που σχετίζονται με τους οικοτόπους στον Άρη και τη Σελήνη. Στην κορυφή της λίστας βρίσκεται η ακτινοβολία. Ενώ η ατμόσφαιρα και η μαγνητόσφαιρα της Γης διατηρούν τη ζωή στη Γη ως επί το πλείστον ασφαλή από την ακτινοβολία, το ίδιο δεν ισχύει για τη Σελήνη ή τον Άρη. Η μακροχρόνια έκθεση σε όλη αυτή την ακτινοβολία αποτελεί σημαντικό κίνδυνο καρκίνου.
Αλλά ένας βιότοπος κάτω από όλο αυτό το βράχο θα ήταν καλά προστατευμένος τόσο από την κοσμική ακτινοβολία όσο και από την ηλιακή ακτινοβολία. Θα ήταν επίσης ασφαλές από μικρομετεωρίτες, έναν άλλο κίνδυνο που πρέπει να αντιμετωπιστεί. Η θερμοκρασία θα είναι επίσης πιο σταθερή. Και στον Άρη, οι σωλήνες και οι σπηλιές θα μπορούσαν ενδεχομένως να παρέχουν ένα βιώσιμο βιότοπο για οποιαδήποτε ζωή μπορεί να υπάρχει σε αυτόν τον πλανήτη. Εξάλλου, εδώ στη Γη οι σπηλιές και οι σωλήνες λάβας είναι ένας εξειδικευμένος βιότοπος που παρέχει καταφύγιο σε προσαρμοσμένους οργανισμούς.
Σωλήνες λάβας στη Γη και τον Άρη. Στα αριστερά είναι ο σωλήνας λάβας Undara της Αυστραλίας και στα δεξιά είναι ένας αρειανός σωλήνας λάβας στο Arsia Mons. Πίστωση εικόνας: Pozzobon et al, 2020.
«Οι σωλήνες λάβας θα μπορούσαν να παρέχουν σταθερές ασπίδες από την κοσμική και ηλιακή ακτινοβολία και τις κρούσεις μικρομετεωριτών που συμβαίνουν συχνά στις επιφάνειες των πλανητικών σωμάτων», δήλωσε ο συν-συγγραφέας Francesco Sauro. «Επιπλέον, έχουν μεγάλες δυνατότητες να παρέχουν ένα περιβάλλον στο οποίο οι θερμοκρασίες δεν ποικίλλουν από την ημέρα έως τη νύχτα. Οι διαστημικές υπηρεσίες ενδιαφέρονται τώρα για τις πλανητικές σπηλιές και τους σωλήνες λάβας, καθώς αντιπροσωπεύουν ένα πρώτο βήμα προς τις μελλοντικές εξερευνήσεις της σεληνιακής επιφάνειας (βλ. επίσης το έργο της NASA Artemis) και προς την εύρεση ζωής (παρελθούσας ή παρούσας) στο υπέδαφος του Άρη».
Αλλά προτού η συζήτηση για βάσεις και ενδιαιτήματα σε σωλήνες λάβας θερμανθεί πάρα πολύ, αξίζει να θυμάστε ότι δεν έχουμε δει ακόμη μέσα σε αυτές. Και ενώ οι γήινοι σωλήνες λάβας έχουν εξερευνηθεί, απλά δεν ξέρουμε πόσο κοντά θα είναι πραγματικά η σύγκριση. Ήρθε λοιπόν η ώρα για έναν από τους διαστημικούς οργανισμούς να δώσει προτεραιότητα σε αυτό στον σχεδιασμό και την επιλογή της αποστολής τους.
Οι αστροναύτες με την ESA έχουν ήδη πραγματοποιήσει κάποια εξερεύνηση σε σωλήνα λάβας εδώ στη Γη ως μέρος της εκπαίδευσής τους. Το 2016, οι αστροναύτες της ESA, Luca Parmitano και Pedro Duque, εξερεύνησαν σωλήνες λάβας και σπηλιές στα Κανάρια Νησιά της Ισπανίας. Αυτά τα τοπία χρησιμοποιούνται επειδή πιστεύεται ότι μοιάζουν πολύ με τον Άρη.
Οι αστροναύτες της ESA εξερευνούν σπηλιές και σωλήνες λάβας στην Ισπανία ως μέρος της εκπαίδευσής τους. Πίστωση εικόνας: ESA–M. Μπαρνάμπεη
Η ESA ανέφερε επίσης ότι θα ήθελε να ακούσει προτάσεις για εξερεύνηση σεληνιακών σωλήνων λάβας.
«Το φθινόπωρο του 2019, η ESA κάλεσε πανεπιστήμια και βιομηχανίες με μια εκστρατεία αναζητώντας ιδέες για την ανάπτυξη τεχνολογιών για την εξερεύνηση σεληνιακών σπηλαίων. Αναζητούν συγκεκριμένα συστήματα που θα προσγειωθούν στη σεληνιακή επιφάνεια για να εκτελούν αποστολές εξερεύνησης σεληνιακών σωλήνων», δήλωσε ο καθηγητής Unibo Jo De Waele, ο οποίος είναι ένας από τους συγγραφείς αυτής της μελέτης και σπηλαιολόγος.
«Από το 2012, σε συνεργασία με ορισμένα ευρωπαϊκά πανεπιστήμια, όπως η Μπολόνια και η Πάντοβα, η ESA πραγματοποιεί δύο εκπαιδευτικά προγράμματα για αστροναύτες με επίκεντρο την εξερεύνηση υπόγειων συστημάτων (CAVES) και την πλανητική γεωλογία (PANGAEA). Αυτά τα προγράμματα περιλαμβάνουν σωλήνες λάβας στο νησί Lanzarote. Μέχρι στιγμής, 36 αστροναύτες από πέντε διαστημικές υπηρεσίες έχουν εκπαιδευτεί στην πεζοπορία σε σπήλαια. Επιπλέον, έξι αστροναύτες και τέσσερις ειδικοί αποστολών και επιχειρήσεων έχουν λάβει γεωλογική εκπαίδευση πεδίου».
Το ηφαίστειο Corona στο Lanzarote στα Κανάρια Νησιά. Διαθέτει σωλήνες λάβας και φεγγίτες που μιμούνται τις συνθήκες στον Άρη. Πίστωση εικόνας: Pozzobon et al, 2020.
Θα μπορούσε να θεωρηθεί υπερβολικά φιλόδοξο να στείλουμε αστροναύτες σε σπηλιές λάβας. Είναι εξειδικευμένα περιβάλλοντα ακόμα και εδώ στη Γη. Εάν υπήρχαν ατυχήματα, ένας τραυματισμένος αστροναύτης σε μια σπηλιά στη Σελήνη θα ήταν μια πολύ λεπτή κατάσταση.
Από την πλευρά των πραγμάτων της NASA, οι επιστήμονες εξετάζουν το ενδεχόμενο ρομποτικής εξερεύνησης. Οι επιστήμονες της NASA πρότειναν το « Moon Diver 'αποστολή. Θα χρησιμοποιούσε ένα ρόβερ δεμένο σε ένα προσεδάφιο για να εξερευνήσει σωλήνες λάβας στη Σελήνη. Το αεροσκάφος θα προσγειωνόταν κοντά σε έναν φεγγίτη και στη συνέχεια το δεμένο ρόβερ θα αναπτυσσόταν για να κατέβει στο πάτωμα του σωλήνα.
Τέσσερα πάνελ από μια παρουσίαση βίντεο για την ιδέα του Moon Diver. Πίστωση εικόνας: KISSCaltech
Μια αποστολή εξερεύνησης σωλήνων λάβας στον Άρη είναι πιθανότατα πολύ μακριά. Αλλά αν αναπτυχθεί ποτέ, δεν θα έχει έλλειψη στόχων. Η Γεωλογική Υπηρεσία των Ηνωμένων Πολιτειών λέει ότι υπάρχουν πάνω από 1.000 υποψήφιες εισόδους σπηλαίων στον Άρη.
Αυτός είναι ένας χάρτης των υποψηφίων σπηλαίων lave στη μετα-ηφαιστειακή περιοχή Tharsis στον Άρη. Πίστωση εικόνας: USGS/Mars Global Cave Candidate Catalog.
Είναι σαφές ότι οι διαστημικές υπηρεσίες έχουν βάλει στο στόχαστρο τους σωλήνες λάβας. Ένας σεληνιακός βιότοπος μπορεί να απέχει χρόνια ή δεκαετίες, αλλά φαίνεται πιθανό ότι θα το φτιάξουμε. Και όταν το κάνουμε, θα χρειαστεί ένα ιδιαίτερο είδος ανθρώπου για να ζήσει σε έναν υπόγειο σωλήνα λάβας σε έναν άλλο κόσμο.
Περισσότερο:
- Δελτίο τύπου: Οι σωλήνες λάβας στον Άρη και τη Σελήνη είναι τόσο φαρδιές που μπορούν να φιλοξενήσουν πλανητικές βάσεις
- Ερευνητική εργασία: Σωλήνες λάβας στη Γη, τη Σελήνη και τον Άρη: Μια ανασκόπηση για το μέγεθος και τη μορφολογία τους που αποκαλύπτεται από τη συγκριτική πλανητολογία
- Σύμπαν σήμερα: Γιατί οι σωλήνες λάβας πρέπει να είναι η κορυφαία προτεραιότητά μας εξερεύνησης σε άλλους κόσμους