Марсианская лавовая трубка
Марсианские лавовые трубы — это вулканические пещеры на Марсе, которые, как полагают, образовались в результате быстро движущихся потоков базальтовой лавы, связанных с щитовым вулканизмом . [1] Лавовые трубки обычно образуются, когда внешняя поверхность лавовых каналов остывает быстрее и образует затвердевшую корку над подземными потоками лавы. [2] В конечном итоге поток прекращается и вытекает из трубы, оставляя пустое пространство в форме трубопровода, которое обычно находится на несколько метров ниже поверхности. Лавовые трубки обычно связаны с чрезвычайно текучей лавой пахоэхо . [3] Гравитация на Марсе составляет около 38% от земной, что позволяет марсианским лавовым трубкам быть намного больше по сравнению с ними.
Обнаружение и доступ
[ редактировать ]Лавовые трубки и связанные с ними структуры потока были впервые обнаружены при изучении изображений орбитального аппарата «Викинг» , а позже идентифицированы с использованием изображений орбитальных аппаратов Mars Odyssey , Mars Global Surveyor , Mars Express и Mars Reconnaissance Orbiter . [2] Лавовые трубы можно обнаружить визуально двумя способами. Первый — это длинные извилистые впадины, известные как риллы , которые, как полагают, являются остатками обрушившихся лавовых трубок. Второй метод возможной идентификации — наблюдение за пещерными «светами» или кратерами , которые выглядят как темные, почти круглые образования на поверхности Марса. [2] [3] В июне 2010 года группа учащихся седьмого класса средней школы Эвергрин в Коттонвуде, штат Калифорния , участвуя в проекте Mars Student Imaging Project , помогла исследователям обнаружить новую серию лавовых труб возле горы Павонис, идентифицировав световое окно, размер которого оценивается в 190 градусов. ×160 метров в ширину и не менее 115 метров в глубину. [4] Известно, что это всего лишь второй световой люк, связанный с этим вулканом. [4] Помимо орбитальных изображений, лавовые трубы можно обнаружить с помощью:
- Геолокационный радар
- Гравиметрия
- Магнитометрия
- Сейсмография
- Атмосферные эффекты
- Лидар
- Инфракрасный
- Человеческие или роботизированные исследования [3]
Возрос интерес к идентификации и исследованию лавовых трубок, поскольку они могут предоставить ученым информацию о геологической, палеогидрологической и предполагаемой биологической истории планеты. [5] Говоря о лунных лавовых трубах , доктор Уильям «Рэд» Уиттакер , генеральный директор Astrobotic Technology , заявляет, что «что-то уникальное в лавовых трубках заключается в том, что они являются единственным пунктом назначения, сочетающим в себе триединство науки, исследования и ресурсов». [6] Доступ к необрушившимся участкам лавовых трубок можно осуществить, войдя в конец реки , через световые люки или просверлив или взорвав крышу лавовой трубы. [3] Для первоначального исследования лавовых трубок могут потребоваться марсоходы , но это будет сопряжено с трудными задачами. Прямо под традиционными световыми люками есть большие груды обломков (как видно на первом рисунке), которые могут стать препятствием для марсохода. Также необходимо будет принять во внимание вертикальное падение, которое марсоходу придется выполнить, а также способность марсохода поддерживать связь с объектами на поверхности или на орбите. [7]
Условия лавовой трубы
[ редактировать ]Гравитация на Марсе составляет около 38% от земной. [8] что позволяет марсианским лавовым трубкам быть намного больше по сравнению с ними. [9] Лавовые трубы представляют собой превосходное место для непосредственного наблюдения за нетронутой коренной породой, где можно найти ключи к геологической, палеогидрологической и, возможно, биологической истории Марса. Поверхность Марса испытывает резкие колебания температуры и получает большое количество ионизирующей радиации из-за отсутствия магнитного поля и тонкой атмосферы планеты , которая составляет примерно одну сотую (или 1 процент) толщины Земли. Тонкая атмосфера позволяет Марсу легче излучать тепловую энергию, поэтому температура вблизи экватора может достигать 21 ° C (70 ° F) в летний день, а затем падать до -73 ° C (-99 ° F). ночью. [10] Условия под поверхностью Марса значительно более благоприятны, чем на поверхности, что заставляет исследователей полагать, что если бы жизнь действительно существовала (или существует) на Марсе, она, скорее всего, была бы найдена в этой более гостеприимной среде. [11] Формы жизни будут защищены не только от высоких температур поверхности и ультрафиолетового излучения, но также от ураганов и реголитовой пыли. [1] Марсианские лавовые трубы, возможно, могут улавливать летучие вещества, такие как вода, которая считается необходимой для жизни, а также могут содержать резервуары древнего льда, поскольку холодный воздух может скапливаться в лавовых трубках, а температура остается стабильной. [3] Возможность использования этих резервуаров может дать существенное представление о палеоклиматологии и астробиологической истории Марса. [2]
Возможности жизни на Марсе
[ редактировать ]Открытие марсианских лавовых трубок имеет значение для возможности существования прошлой или настоящей жизни на Марсе .
Магнитная и климатическая история Марса и Земли чрезвычайно различна и во многом определяла эволюцию обеих биосфер. Около четырех миллиардов лет назад марсианская динамо-машина остановилась после предполагаемого периода, когда существовал длительный Ноевский океан и когда на поверхности могла существовать жизнь. Внезапное и интенсивное увеличение количества солнечных частиц уничтожило атмосферную и гидрологическую защиту, что привело к истончению атмосферы и отступлению воды с поверхности. На этом этапе жизнь, возможно, нашла убежище в подземных средах, таких как лавовые трубы. [5]
В недрах мог выжить широкий спектр организмов, таких как хемолитотрофы и литоавтотрофы , а также некоторые экстремофилы, такие как галофилы или психрофилы . [5] Было обнаружено, что микробы, обнаруженные на Земле, процветают при температуре, близкой к нулю, и в воздухе с очень низким содержанием кислорода. Это позволяет исследователям полагать, что организмы могут жить в аналогичных экстремальных ситуациях, например, на Марсе, где температура ниже и доступно меньше кислорода. [12] Вулканические минералы, обнаруженные в лавовых трубках, могут стать богатым источником питательных веществ для хемосинтезирующих организмов. [1] Ученые также заинтересованы в получении доступа к марсианским лавовым трубкам, поскольку они могли бы дать представление о процессах, которые привели к возникновению жизни на Земле, поскольку на Марсе геологическая летопись горных пород лучше сохраняется. [13]
Будущее человеческое жилье
[ редактировать ]Внутренняя часть лавовых трубок, наряду с другими подземными полостями, может оказаться идеальным местом для будущих миссий с экипажем на Марс, предоставив убежище для среды обитания. [1] Эти естественные пещеры имеют крыши толщиной в десятки метров, которые обеспечат защиту от экстремальных условий, которые могут возникнуть на поверхности. [3] Среда обитания будет защищена от солнечной радиации , микрометеоритов, экстремальных колебаний температуры (считается, что температура окружающей среды в лавовых трубах стабильна), ветров и пылевых бурь из реголита , которые могут представлять угрозу для здоровья человека и технологий. Эти естественные укрытия также позволят уменьшить массу приземляемой полезной нагрузки для миссий с экипажем, что будет экономически выгодно. [1]
См. также
[ редактировать ]
- Лавовая трубка - естественный канал, по которому лава течет под твердой поверхностью.
- Лунная лавовая труба - тип естественного туннеля на Луне.
- Проект «Пещеры Марса» - программа по оценке лучшего места для исследовательских и жилых модулей на Марсе.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и Дага, Эндрю; Аллен, Карлтон; Баттлер, Мелисса; Берк, Джеймс; Кроуфорд, Ян; Левей, Ришар; Саймон, Стивен; Тан, Лин. «Исследование лунных и марсианских лавовых трубок как часть общего научного исследования» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 2 октября 2013 года . Проверено 25 февраля 2014 г.
- ^ Jump up to: а б с д Левей, Ришар; Датта, Саугата (2010). «Лавовые трубки и базальтовые пещеры как астробиологические цели на Земле и Марсе: обзор». Планетарная и космическая наука . 58 (4): 592–598. Бибкод : 2010P&SS...58..592L . дои : 10.1016/j.pss.2009.06.004 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж Уолден, Брайс; Биллингс, Томас; Йорк, Шерил; Джиллетт, Стивен; Герберт, Марк. «Полезность лавовых трубок в других мирах» . Планетарное общество . Архивировано из оригинала 13 апреля 2014 года . Проверено 25 февраля 2014 г.
- ^ Jump up to: а б О'Нил, Ян. «Семиклассники открывают марсианскую пещеру» . Новости Дискавери . Дискавери Коммуникейшнс . Архивировано из оригинала 29 сентября 2014 года . Проверено 27 февраля 2014 г.
- ^ Jump up to: а б с Файрен, Альберто; Дом, Джеймс; Уседа, Эстер; Родригес, Алексис; Фернандес-Ремолар, Давид; Шульце-Макух, Дирк; Амилс, Рикардо (2005). «Основные кандидаты на астробиологические исследования гидрогеологической истории Марса». Планетарная и космическая наука . 53 (13): 1355–1375. Бибкод : 2005P&SS...53.1355F . дои : 10.1016/j.pss.2005.06.007 .
- ^ Майор, Джейсон (11 сентября 2013 г.). «Эта компания хочет отправить роботов в лунные пещеры» . Вселенная сегодня . Архивировано из оригинала 8 мая 2014 года . Проверено 6 мая 2014 г.
- ^ Левей, Ришар; Датта, Саугата. «Миссия по исследованию пещер на Марсе интригует учёных» (PDF) . Канадское космическое агентство . Архивировано из оригинала (PDF) 31 июля 2010 года . Проверено 6 мая 2014 г.
- ^ Уильямс, Дэвид Р. (1 сентября 2004 г.). «Информационный бюллетень о Марсе» . Национальный центр данных космических исследований . НАСА . Архивировано из оригинала 23 ноября 2013 года . Проверено 10 апреля 2014 г.
- ^ Новаковский, Томаш (24 октября 2017 г.). «Подземные города на Луне и Марсе: будущие места обитания человека могут быть спрятаны в лавовых трубах» . Инсайдер SpaceFlight . Архивировано из оригинала 1 декабря 2017 года . Проверено 4 мая 2018 г.
- ^ Шарп, Тим; Гордон, Джонатан (31 января 2022 г.). «Какова температура Марса?» . Space.com . Архивировано из оригинала 11 апреля 2014 года . Проверено 5 апреля 2014 г.
- ^ Уолл, Майк (20 ноября 2012 г.). «Миссия по исследованию пещер на Марсе интригует учёных» . Space.com через NBC News . Архивировано из оригинала 13 апреля 2014 года . Проверено 25 февраля 2014 г.
- ^ Чой, Чарльз К. (30 декабря 2011 г.). «Марсианская жизнь может процветать в лавовых трубах, как предполагает исследование» . Space.com. Архивировано из оригинала 8 марта 2014 года . Проверено 25 февраля 2014 г.
- ^ Дидимус, Джон (21 января 2013 г.). «Ученые обнаружили доказательства того, что под поверхностью Марса может существовать жизнь» . Цифровой журнал . Архивировано из оригинала 13 декабря 2013 года . Проверено 5 апреля 2014 г.
