Kui magma Maa seest pinnale väljub, voolab see laavana. Neid laavavoogusid on põnev jälgida ja need jätavad maha ainulaadsed pinnavormid ja kivid. Kuid palju nende voogude põnevat saab peita maa alla laavatorudena.
Need laavatorud on osutunud väga ihaldusväärseks sihtmärgiks uurimiseks teistes maailmades, nagu nad on siin Maal.
Laavatorud tekivad siis, kui voolava laava pind jahtub ja kõveneb, kuid selle all olev laava voolab edasi. See on nagu külmutav jõgi, mis moodustab peal jääkihi, samal ajal kui vesi all voolab. Voolav laava võib jääda kuumaks ja välja voolata, jättes koopa. See juhtub Maal ja võib spelunkeritele olla nii rõõm kui ka väljakutse.
Kuid seda on juhtunud ka Kuul ja Marsil ja võib-olla mujal, kus on toimunud vulkaaniline tegevus. Laavatorud on ainulaadsed keskkonnad. Need võivad pakkuda peavarju eluks või tõendeid mikroobide elu kohta minevikus ja võivad sisaldada kergesti jälgitavaid andmeid geoloogilise aktiivsuse kohta.
See on artikli pealkirjaga ' Põhikontseptsioon: Laavatorud võivad olla iidse tulnukate elu ja tulevaste inimuurijate varjupaigad .” Artikli autor on maateadustele spetsialiseerunud teadusajakirjanik Sid Perkins, kes kirjutab ka planeediteadustest. Artikkel on avaldatud Ameerika Ühendriikide ajakirjas Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Laavatorud võivad olla väga suured, mõnikord mitme kilomeetri pikkused. Pikim, mida me Maal teame, on Hawaiil asuv Kazamura koobas. See on 65,5 kilomeetrit (40,7 miili) pikk. See on ka kõige sügavam.
Kazamura koobas on Maa pikim laavatoru. Sellel on märgutuli laavatorudest kaarjas lagi ja põrand oli kunagise laavajärve koorik, mis järve äravoolul sissepoole varises. Pildi krediit: Dave Bunnell / Under Earth Images – oma töö, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=48891612
On palju tõendeid selle kohta, et Kuul ja Marsil on moodustunud laavatorud.
2009. aastal tegi NASA Lunar Reconnaissance Orbiter pilte katuseaknast, mis avanes laavatorusse. Marius Hills piirkond. Paar aastat hiljem märkas India kuuorbiiter Chandrayaan-1 rohkem laavatorusid. Üsna kiiresti hakkasid inimesed nende ainulaadsete pinnavormide uurimise üle huvi tundma. Oli ka oletusi nende elamiseks sobivuse kohta.
NASA Lunar Reconnaissance Orbiteri pildil kokku kukkunud laavatoru Kuu Marius Hillsi piirkonnas. Pildi krediit: NASA/GSFC
Kujutis osaliselt kokkuvarisenud laavatorust Kuu ekvaatori lähedal, jäädvustatud India kuuorbiidi Chandrayaan-1 poolt. Pildi krediit: India kosmoserakenduste keskus
Esimesed tõendid laavatorude olemasolust Marsil pärinesid NASA Viking Orbiterilt. Vulkaani juures Alba Mons , Marsi Tharsuse piirkonnas jäädvustas Vikingi kaamera pildi pikast torukujulisest kujust, mis oli ekstrudeeritud vulkaani külje pinnast kõrgemale. See on peaaegu vaieldamatult laavatoru.
Kujutis laavatorust Marsi Alba Monsil NASA Viking Orbiterilt. Pildi krediit: NASA
Marss oli kunagi oma minevikus märg ja soe ning võis võõrustada elu. Aja jooksul eemaldati sellelt atmosfäär ja vesi ning see muutus külmaks. Aga kui seal oli elu, võis tal olla aega 'rända' ainsatesse allesjäänud niššidesse, kus ta saaks ellu jääda. Marsil võib see tähendada laavatorusid.
See teebki neist nii ihaldusväärsed uurimiseesmärgid.
'Kui Marsil oli kunagi elu, võis see planeedi arenedes ja pinnatingimuste muutudes üha karmimaks kolida sellisesse põgenikesse,' kirjutas Perkins oma artiklis. 'Tõepoolest, mõned teadlased viitavad sellele, et Punase Planeedi maa-alustes varjupaikades võib mikroobide elu veel püsida. 'Marsil ja teistes kohtades võivad laavatorud elu ja surma vahel vahet teha,' ütles Californias Mountain View'is asuva NASA Amesi uurimiskeskuse planetaar-uurija Pascal Lee.
Kuid nende torude uurimise ülesanne on koormav. Seda peaks vähemalt esialgu tegema robot. Milline astronaut tahaks ronida Marsi laavatorusse, teadmata, kui stabiilne ja ohutu see võib olla? Igaüks, kes on nõus selle riski võtma, mõistmata, millesse nad ette astub, ei pääseks ilmselt niikuinii astronaudikoolitusest läbi.
Illustratsioon Marsi laavaaugu pikisuunalisest ristlõikest. Need on potentsiaalselt ohtlikud keskkonnad, mida robotid uurivad paremini kui inimesed. Autor: Melissausburn – enda töö, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=31385296
Isegi Maal on koopad ohtlikud. Nende uurimine nõuab spetsiaalseid oskusi. Astronaudi eluga riskimine ei tule ilmselt kõne allagi.
Aga milline robot võiks seda teha?
Parim viis nendele laavatorudele ligi pääseda on nn katuseakende kaudu. See on ava toru ülaosas, kus lagi on sisse kukkunud. See tagab juurdepääsu torule ilma probleemsete ja keerukate puurimismanöövriteta.
Laura Kerber on NASA Jet Propulsion Laboratory geoloog Pasadenas, CA. Kerber ja tema kolleegid tegid ettepaneku kasutada Kuu laavatorude uurimiseks rappelleerivat robotit ja sama võiks toimida ka Marsil. Robot-uurijat nimetatakse Kuu sukelduja .
Kuusukelduja on suurepärane idee. See koosneb nii kulgurist kui ka maandurist. Täppismaandumissüsteem viiks veesõiduki pinnale, sihtmärgi lähedale. Kulgur on maanduri külge kinnitatud ja kui kulgur veeres katuseakna poole, mängiks see oma lõast välja. Katuseakna juures langes kulgur aeglaselt auku ja laavatoru põrandale.
Neli paneeli Kuusukelduja kontseptsiooni videoesitlusest. Vasakult paremale: Rover käivitatakse maandurilt, kulgur hüppab mööda auku alla, taustal Maa, kulgur ripub põrandale langetades vabalt. Kuigi kontseptsioon töötati välja Kuu uurimiseks, toimiks midagi sarnast tõenäoliselt ka Marsil. Pildi krediit: KISSCaltech
Kuid olgu selleks Kuusukelduja, Marsi sukelduja või mõni muu sarnane kontseptsioon, peamine on see, mida ta näeb, kui ta sees on.
Laavatorude seintel võib olla kõikvõimalikke tõendeid maailma ajaloost, millel nad viibivad, mis on lihtsalt kättesaamatu muul viisil.
Kui Apollo astronaudid Kuud külastasid, ei puurinud nad kunagi sügavamale kui umbes 2,9 meetrit (9,5 jalga), kuid Kuu katuseakende ja torude seinad võivad olla kümnete meetrite paksused. Marss on sarnane, võib-olla isegi rohkem paljastatud.
Erinevad geoloogilised kihid on hõlpsasti uuritavad. Laavatorude seinad võivad näidata tõendeid laavavoolu perioodide kohta, tõendeid intensiivsete meteoriidide kokkupõrgete perioodide kohta ja palju muud. Nende seinte uurimine võib heita valgust ka Maa ajaloole.
Maa on väga aktiivne planeet ja palju iidseid tõendeid lihtsalt kustutab kogu geoloogiline aktiivsus ja erosioon. Kui Kuu laavatoru seintel on tõendeid püsivate meteoorikokkupõrgete perioodide kohta – näiteks hästi määratletud peenestatud kivimikiht –, võib selle kihi dateerida. Nende tõendite põhjal võime järeldada, et sama asi juhtus Maal samal ajal.
Kui saadame kunagi Marsile robotmissiooni laavatorusid uurima, ei tule sihtmärkidest puudust. Ameerika Ühendriikide geoloogiakeskuse astrogeoloogiakeskus on kogunud Marsil enam kui 1000 kandidaadi koopa sissepääsu asukohad, millest paljud on laavatoru katuseaknad. Seda nimetatakse Marsi globaalse koopa kandidaatide kataloog.
Paljud koopaavad ja laavatoru katuseaknad, mille USGS on Marsil tuvastanud, asuvad vulkaanilises Tharsise piirkonnas. Sellel pildil on iga punane täpp sissepääsukandidaat. Pildi krediit: USGS/Marsi globaalse koopakandidaatide kataloog.
Kui tänapäeva Marsil on vihjeid oma iidse elamiskõlblikkuse kohta, võivad kõige lootustandvam koht selle otsimiseks olla need laavatorud. Sügaval planeedi maapinna all võis iidne lihtne Marsi elu teha oma viimase positsiooni. Seal all oleks see kaitstud kosmiliste kiirte ja Päikesest pärinevate kahjulike osakeste eest, mis planeedile alla voolasid, ilma et kaitseatmosfäär oleks takistatud.
Noor päikesesüsteem oli palju kaootilisem koht, kui iidne Marss oli soe ja märg. Suured meteoriidilöögid olid tavalisemad ja laavakoopad võisid ka nende eest varjuda.
Kaitstud koopaseinad võivad olla parim viis tõendite leidmiseks Marsi varasema elu kohta. Nagu Perkins oma artiklis kirjutab: 'Sellised märgid võivad hõlmata orgaanilisi kemikaale, mis võivad teatud valguse lainepikkustel fluorestseeruda. Või võivad need olla mikroobide koosluste loodud biokilede nähtavad jäänused. Või kui sellised ilmsed elumärgid puuduvad, võivad koopa seintele tekkinud ja seejärel säilinud mineraalides ilmneda muud märgid möödunud elust, nagu kivistunud mikroobide kiud või isegi fossiilsed rakud.
Iga järgneva roboti missiooniga Marsile on meie missiooni kujundused rafineeritumad. Kui meie arusaam Marsist kasvab, saame paremini valida konkreetseid piirkondi ja kavandada missioone konkreetsete küsimuste uurimiseks. NASA järgmine Marsi kulgur Perseverance on teel Kraatri järv iidse elu märke otsima. See asukoht valiti pärast ranget valikuprotsessi.
Kas on vaid aja küsimus, millal saadetakse missioon laavatorusid uurima? Tõenäoliselt. Ja nagu tavaliselt, on põnev jälgida, kuidas vestlus hakkab hoogu saama. On põnev näha, milliseid sõidukeid ja tehnoloogiaid uuenduslikud mõtted missiooni jaoks välja mõtlevad.
Ja on põnev näha, mida nad avastavad selles, mis võis olla iidse Marsi elu viimane kahju.
Veel:
- PNAS-i artikkel: Põhikontseptsioon: Laavatorud võivad olla iidse tulnukate elu ja tulevaste inimuurijate varjupaigad
- Universum täna: See veider pilt on 3D-skaneerimine koopavõrgust Hispaanias. Seda tehnoloogiat saab kasutada Kuu ja Marsi laavatorude kaardistamiseks
- Universum täna: Vaadake alla Marsi auku. Laavatoru sissevajunud katus võiks olla hea koht Punasel planeedil avastamiseks