Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Astronomi

Lava -rør på jorden kunne forberede os på livet på månen og Mars

Valentine Cave, et af lava -rørene ved Lava Beds National Monument i Californien. Wikimedia Commons (CC By-SA 2.5)

Lige siden Neil Armstrong første gang satte sin fod på månen, forskere har leget med ideen om at danne potentielle kolonier der (og for nylig afdække potentielle tegn på liv på Mars). Men ekstreme svingende temperaturer, kosmisk stråling og mikrometeoritbyger (i daglig tale kaldet rumstøv) udgør udfordringer for menneskelig udgravning af både månen og Mars, skriver Dr. Francesco Sauro fra European Space Agency (ESA) Pangea and Caves træningsprogram. Imidlertid, astrobiologer er i færd med at udforske fede geologiske strukturer, der kunne tjene som et naturligt ly for disse hårde elementer:lava -rør.

Hvad er lava -rør?

"Lava -rør er huler, der er skåret af flydende lava, der til sidst tømmes ud, efterlader et tomrum under overfladen, "Dr. Riccardo Pozzobon fra Institut for Geovidenskab ved University of Padova, sagde via e -mail. Pozzobon har været i spidsen for europæisk forskning om lava -rør.

Selvom der er forskellige former for lavarørformationer, disse huler dannes ofte af en type væske, basaltisk lava, der flyder ned ad en skråning som siden af ​​en vulkan. Da den yderste del af den varme lavastrømning kommer i kontakt med den kolde luft, det afkøles hurtigt, danner en hærdet skorpe, forklarer Dr. Richard Léveillé. Léveillé er adjungeret professor ved McGill Universitets Institut for Jord- og Planetvidenskab og medlem af McGill Space Institute. Men flydende lava fortsætter med at strømme som vand i en kanal under denne nyhærdede overflade. På et tidspunkt, at flydende lava løber ud og afkøler under overfladen, danner en kurvet, rørformet struktur. Boom - et lavarør fødes.

"Og den slags lavaer, vi kender, er brudt ud på månen og på Mars. Så ... vi ville forvente at finde lavarør på månen og på Mars, ”siger Léveillé.

Udenjordiske lavarør

Geologer kender lava -rør fra vulkanske områder på Hawaii eller Island, men de er også blevet en varm vare inden for astrobiologisamfundet på grund af billeder i høj opløsning, der indikerer, at lavarør også kan eksistere på månen og Mars. Tage, for eksempel, disse fotos taget af Japanese Aerospace Exploration Agency (JAXA) s SELENE/Kaguya rumfartøj af et potentielt kollapset lavarør i en funktion af månen kendt som Mare Ingenii. I 2009, JAXA opdagede også en lodret pit omkring 80 til 90 meter dyb - et sandsynligt månelavarør - i den vulkanske Marius Hills -region.

Mange steder menes at være lava -rør, ligesom Marius Hills Hole, detekteres ved tilstedeværelsen af ​​"sinuous rilles" eller kurvede kanaler. Og for nylig, SETI Institute annoncerede opdagelsen af ​​mulige "ovenlysvinduer" eller lava -røråbninger i Philolaus -krateret nær månens nordpol ved hjælp af billeder hentet fra NASAs Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO).

I 2010, mens de deltog i et program, der tillod eleverne at bruge kameraet på NASAs Mars Odyssey orbiter, syvende klasses elever på Evergreen Middle School i Cottonwood, Californien, fandt denne marsgrav, der ser ud til at være et ovenlys til en hule. NASA/JPL-Caltech/ASU

Men lava -rør er en vanskelig forretning. Videnskabelig teknologi spiller stadig ind med at identificere disse underjordiske levesteder. "Den største vanskelighed kommer fra det faktum, at lavarør i det væsentlige er strukturer under overfladen. Meget få instrumenter er i stand til at udføre direkte målinger af underjordiske strukturer, "siger Leonardo Carrer fra Remote Sensing Laboratory (RSLab) ved University of Trento i en e -mail. Men Carrer's team arbejder på at modernisere teknologien og dermed hjælpe fremtidig menneskelig bosættelse af disse månegrotter. Teknologien indebærer brug af radar, som kan detektere lava -rør fra kredsløb baseret på deres "unikke elektromagnetiske signaturer" til at sonde "under månens overflade med lavfrekvente elektromagnetiske bølger og [måle] de reflekterede signaler." Refleksionerne giver indsigt i et lavarørs egenskaber som form, størrelse og sammensætning.

Men en ting er klar. Lava -rør på månen og Mars er uvurderlige som naturlig potentielle levesteder - eller i det mindste tjene som bekvemme opbevaringsenheder mellem rummissioner. "Disse tomrum, hvis tilgængelig, kunne udnyttes ikke kun til menneskelig bosættelse, men også til materialelagring, "siger Pozzobon.

Brug af Jordens lava -rør til at udforske livet på andre planeter

I mellemtiden, tilbage på jorden, forskere forbereder sig på fremtidige missioner til månen og Mars gennem en lille huledykning. Pangea er et program udviklet af European Space Agency, der forbereder europæiske astronauter til at udforske andre planeter. Et af dets projekter vedrører det 8,5 kilometer lange Corona-lava-rør på Lanzarote, Spanien. Ifølge Sauro, der er kursusdesigner for Pangea, teamet har foretaget avanceret kortlægning af røret, som har produceret "den mest komplette 3D -model af et lavarør på Jorden ... med en millimetrisk præcision." De har også testet nye robotter eller rovere for at identificere, hvordan de bedst kan navigere i disse rør, udvikle en større forståelse af de udfordringer, der er forbundet med indtrængen i lava -rør på andre planeter i processen.

Andre forskere har også interesseret sig for at udforske mikrobiologien i lava -rør ved at fokusere deres indsats på Lava Beds National Monument i Californien. Léveillé, der leder dette projekt finansieret af Canadian Space Agency, siger, at hans team søger at udforske lava -rør som levesteder for mikroorganismer, som kan efterlade spor eller "biosignaturer" bagved gennem visse mineraler, og dermed angive tilstedeværelse af liv engang på den røde planet. "Og selvfølgelig, det store spørgsmål er "'Hvordan ville vi nogensinde komme ind i en af ​​disse lava -huler [på Mars], som er ret uregelmæssige her på Jorden? «, siger Léveillé.

Så hvad er forskellen mellem lava -rør på Jorden og deres månens og Mars -modstykker? Godt, tyngdekraft, For en. Pozzobon citerer en NASA Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL) mission, som han siger opdagede "enorme hulrum under jorden" eller potentielle lavarør under månens overflade. Han beskriver, hvordan den lavere tyngdekraft på månen og Mars påvirker størrelsen af ​​lava -rør betydeligt. Rør på Mars kan strække sig i 250 meter i bredden, og rør på månen kan nå mere end hele 3, 281 fod (1 kilometer) på tværs. Pozzobon bemærker en anden vigtig effekt af lavere tyngdekraft, som stabiliserer tagene på disse rør og forårsager færre kollaps - især på månen - og derved skaber en potentielt mere sikker bolig for menneskelig beboelse. Men ellers, lava -rør på Jorden er nogenlunde ens i sammensætning og struktur som dem på månen og Mars og fungerer som fremragende referencepunkter for forskere.

Potentialet for månegrotter - og mulige menneskelige bosættelser - har mange mennesker begejstret. Selv Det Hvide Hus giver et bud på månekolonier i den nærmeste fremtid. Og muligheden for at svare på, om der har eksisteret - eller stadig kan blomstre - i huler på Mars er en pirrende for rumforskere. Men hvis du undrer dig over, om der vil blive fundet marsmænd der hænger rundt om disse lava -rør på den røde planet, svaret er sandsynligvis nej - medmindre du tæller mikrobielle insekter. Stråling, et tørt miljø og kolde temperaturer gør planeten ugæstfri for de fleste former for liv. "Der er ingen tydelige indikationer på liv, så de fleste forskere er enige om, at hvis der var liv i undergrunden, det ville have en mikrobiel eller bakteriel form, ”siger Léveillé.

Nu er det interessant

Mens det kan være svært at bruge ground rovers til at få adgang til lava -rør på månen og Mars på grund af overfladeforhold, andre enheder udvikles for at hjælpe disse efterforskninger, herunder klatring og hop af pitbots og flyvning, helikopterlignende køretøjer, lignende kan vises i NASAs Mars 2020 -rover -mission.

Oprindeligt udgivet:11. feb. 2019

Ofte stillede spørgsmål om Lava Tubes

Er lava -rør farlige?
Lavere tyngdekraft på månen stabiliserer tagene på lava -rør, så der er færre færre kollaps. Dette gør dem til potentielle boliger til månens menneskelige beboelse.
Hvad betyder lava tube?
Lava -rør er simpelthen huler, der er skåret af flydende lava, der er drænet ud. Det, der er tilbage, er ugyldigt under overfladen, eller et lava -rør.
Hvordan dannes lavahuler?
Disse huler dannes ofte af en type væske, basaltisk lava, der flyder ned ad en skråning som siden af ​​en vulkan. Da den yderste del af den varme lavastrømning kommer i kontakt med den kolde luft, det afkøles hurtigt, danner en hærdet skorpe. Men flydende lava fortsætter med at strømme som vand i en kanal under denne nyhærdede overflade. På et tidspunkt, at flydende lava løber ud og afkøler under overfladen, danner en kurvet, rørformet struktur.
Er der lava -rør på månen?
Geologer kender lava -rør fra vulkanske områder på Hawaii eller Island, men de har også fundet beviser for, at lava-rør sandsynligvis også findes på månen og Mars via billeder i høj opløsning.
Hvor er det længste kontinuerlige lava -rør i USA?
Kazumura Cave på øen Hawaii nær Kīlauea klokker 65,5 kilometer lang og 3, 614 fod (1, 102 meter) dybt. Det gør det til det længste og dybeste lavarør i USA og verden. Ape Cave i Skamania, Washington på sydsiden af ​​Mount St. Helens strækker sig 4 km lang, hvilket gør det til det længste lavarør i det kontinentale USA.