Hvorfor lavarør bør være vores højeste udforskningsprioritet i andre verdener

Når magma kommer ud af Jorden til overfladen, det flyder som lava. Disse lavastrømme er fascinerende at se, og de efterlader nogle unikke landformer og klipper. Men meget af det fascinerende ved disse strømme kan skjules under jorden som lavarør.

Disse lavarør viser sig at være et meget ønskværdigt mål for udforskning af andre verdener, ligesom de er her på Jorden.

Lavarør dannes, når overfladen af ​​strømmende lava afkøles og hærder, men lavaen nedenunder bliver ved med at flyde. Det er lidt ligesom en frysende flod, der danner et islag ovenpå, mens vandet nedenunder bliver ved med at flyde. Den strømmende lava kan forblive varm og løbe ud, forlader en hule. Dette sker på Jorden, og kan være både en fornøjelse og en udfordring for spelunkere.

Men det er også sket på månen, og på Mars, og måske andre steder, hvor der har været vulkansk aktivitet. Lavarør er unikke miljøer. De kan give et husly for livet, eller bevis på mikrobielt liv i fortiden, og de kan indeholde let observerede registreringer af geologisk aktivitet.

Dette er hovedideen bag en artikel med titlen "Kernekoncept:Lavarør kan være tilflugtssteder for gammelt fremmed liv og fremtidige menneskelige opdagelsesrejsende." Artiklens forfatter er Sid Perkins, en videnskabsjournalist med speciale i geovidenskab, og som også skriver om planetariske videnskaber. Artiklen er publiceret i Proceedings of the National Academy of Sciences ( PNAS ) fra Amerikas Forenede Stater.

Lava rør kan være meget store, nogle gange mange kilometer lange. Den længste, vi kender til på Jorden, er Kazamura-grotten på Hawaii. Den er 65,5 kilometer (40,7 mi) lang. Det er også det dybeste.

Der er masser af beviser på, at lavarør er dannet på månen og på Mars.

I 2009 NASAs Lunar Reconnaissance Orbiter tog billeder af et ovenlysvindue, der åbner sig ind i et lavarør i Marius Hills-regionen. Et par år senere, den indiske Chandrayaan-1 månekredsløb opdagede flere lavarør. Ret hurtigt, folk begyndte at spekulere på at udforske disse unikke landformer. Der var også nogle formodninger om deres egnethed til beboelse.

Det første bevis på lavarør på Mars kom fra NASAs Viking Orbiter. Ved vulkanen Alba Mons, i Tharsus-regionen på Mars, Vikings kamera fangede et billede af en lang rørform ekstruderet over overfladen af ​​vulkanens flanke. Dette er næsten unægtelig et lavarør.

Mars, på et tidspunkt i sin fortid, var våd og varm, og kan have været vært for livet. Over tid, det blev frataget sin atmosfære og sit vand, og blev kold. Men hvis der var liv der, det kan have haft tid til at "migrere" til de eneste tilbageværende nicher, hvor det kunne overleve. På Mars, det kan betyde lavarør.

Det er det, der gør dem til sådanne ønskværdige efterforskningsmål.

"Hvis Mars nogensinde var vært for liv, det kan have flyttet ind i et sådant tilflugtssted, efterhånden som planeten udviklede sig og overfladeforholdene blev stadig mere barske, " skrev Perkins i sin artikel. Faktisk, nogle forskere antyder, at mikrobielt liv stadig kan hænge ved i den røde planets underjordiske tilflugtssteder.

"På Mars og andre steder, lavarør har potentialet til at have gjort forskellen mellem liv og død, " sagde Pascal Lee, en planetarisk forsker ved NASA Ames Research Center i Mountain View, Californien.

Men opgaven med at udforske disse rør er besværlig. Det skulle gøres med robot, i hvert fald i starten. Hvilken astronaut ville ønske at klatre op i et lavarør på Mars uden at vide, hvor stabilt og sikkert det kan være? Enhver, der er villig til at tage den risiko uden at forstå, hvad de begiver sig ud i, ville sandsynligvis ikke klare sig gennem astronauttræning. alligevel.

Selv på jorden, huler er farlige. At udforske dem kræver et specialiseret færdighedssæt. At risikere en astronauts liv er sandsynligvis udelukket.

Men hvilken slags robot kunne gøre det? Den bedste måde at få adgang til disse lavarør er gennem såkaldte "ovenlys". Det er en åbning i toppen af ​​røret, hvor loftet er kollapset. Det giver adgang til røret uden problemer, kompliceret boremanøvre.

Laura Kerber er geolog ved NASAs Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Californien. Kerber og hendes kolleger foreslog at bruge en rappelleringsrobot til at udforske lavarørene på månen, og det samme kunne virke på Mars. Robotudforskeren kaldes Moon Diver.

Moon Diver er et fantastisk koncept. Den består af både en rover og en lander. Et præcist landingssystem ville få fartøjet til overfladen, tæt på sit mål. Roveren er bundet til landeren, og da roveren rullede mod ovenlysvinduet, den ville udspille sin tøjring. En gang ved ovenlysvinduet, roveren ville langsomt sænke sig ned i hullet og ned på gulvet i lavarøret.

Men uanset om det er månedykkeren, en Mars dykker, eller et lignende koncept, det vigtigste er, hvad den vil se, når den er inde.

Væggene af lavarør kan indeholde alle slags beviser på historien om den verdens, de befinder sig på, som simpelthen er uopnåelige på anden måde.

Da Apollo-astronauterne besøgte månen, de borede aldrig dybere end omkring 2,9 meter (9,5 fod). Men væggene af ovenlys og rør på månen kan være titusinder af meter tykke. Mars vil ligne, måske endnu mere udsat.

Distinkte geologiske lag vil blive udsat for let undersøgelse. Væggene i lavarør kunne vise tegn på perioder med lavastrøm, tegn på perioder med intense meteornedslag, og mere. At undersøge disse vægge kan kaste lys over Jordens historie, også.

Jorden er en meget aktiv planet, og masser af gamle beviser er simpelthen slettet af al den geologiske aktivitet og erosion. Hvis lavarørsvægge på månen viser tegn på vedvarende perioder med meteornedslag - som et veldefineret lag af pulveriseret sten - kan dette lag dateres. Med det bevis, vi kan konkludere, at det samme skete på Jorden, på samme tid.

Hvis vi nogensinde sender en robotmission til Mars for at udforske lavarør, der kommer ikke til at mangle mål. United States Geological Survey's Astrogeological Center har indsamlet lokationerne for over 1, 000 kandidathuleindgange på Mars, hvoraf mange er lava rør ovenlys. Det kaldes Mars Global Cave Candidate Catalogue.

Hvis moderne Mars har spor til dens gamle beboelighed, det mest lovende sted at søge efter det kan være disse lavarør. Dybt under planetens undergrund, ældgammelt enkelt Mars-liv kan have gjort sit sidste standpunkt. Dernede, det ville have været beskyttet mod kosmiske stråler og skadelige partikler fra Solen, som strømmede ned på planeten, uhindret af en beskyttende atmosfære.

Det unge solsystem var et meget mere kaotisk sted, da oldtidens Mars var varm og våd. Store meteornedslag var mere almindelige, og lavahuler kunne have givet tilflugt fra dem, også.

Beskyttede hulevægge kan være det bedste tempo til at finde beviser for tidligere liv på Mars. Som Perkins skriver i sin artikel, "Sådanne tegn kunne omfatte organiske kemikalier, som kan fluorescere under visse bølgelængder af lys. Eller de kunne være synlige rester af biofilm skabt af samfund af mikrober. Eller hvis sådanne tydelige tegn på liv er fraværende, andre tegn på tidligere liv - såsom fossiliserede mikrobielle filamenter eller endda fossile celler - kunne dukke op i mineraler, der dannede sig på hulevægge og derefter blev bevaret."

Med hver efterfølgende robotmission til Mars, vores missionsdesign er mere raffineret. Efterhånden som vores forståelse af Mars vokser, vi bliver bedre til at udvælge specifikke områder og designe missioner for at udforske specifikke spørgsmål. NASA's næste Mars rover, vedholdenhed, er på vej til Jezero-krateret for at lede efter tegn på gammelt liv. Denne placering blev valgt efter en streng udvælgelsesproces.

Er det kun et spørgsmål om tid, før der sendes en mission for at udforske lavarør? Sandsynligvis. Og som sædvanlig, det vil være fascinerende at se samtalen begynde at tage fart. Det bliver fascinerende at se, hvilken slags køretøj og teknologi innovative hjerner finder på til missionen.

Og det bliver fascinerende at se, hvad de afslører i det, der kunne have været den sidste skans for det gamle Mars-liv.