science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Lavabuizen op aarde kunnen ons voorbereiden op leven op de maan en Mars

Valentijn Grot, een van de lavabuizen bij Lava Beds National Monument in Californië. Wikimedia Commons (CC By-SA 2.5)

Sinds Neil Armstrong voor het eerst voet op de maan zette, wetenschappers hebben gespeeld met het idee om daar potentiële kolonies te vormen (en meer recentelijk, mogelijke tekenen van leven op Mars blootleggen). Maar extreme fluctuerende temperaturen, kosmische straling en micrometeorietbuien (in de volksmond bekend als ruimtestof) vormen een uitdaging voor menselijke opgravingen van zowel de maan als Mars, schrijft Dr. Francesco Sauro van het Pangea and Caves-trainingsprogramma van de European Space Agency (ESA). Echter, astrobiologen zijn bezig met het verkennen van handige geologische structuren die kunnen dienen als natuurlijke beschutting tegen deze harde elementen:lavabuizen.

Wat zijn lavabuizen?

"Lavabuizen zijn grotten die zijn uitgehouwen door stromende lava die uiteindelijk wordt afgevoerd, een ondergrondse leegte achterlaten, " Dr. Riccardo Pozzobon van de afdeling Geowetenschappen aan de Universiteit van Padova, zei via e-mail. Pozzobon heeft een voortrekkersrol gespeeld in het Europese onderzoek naar lavabuizen.

Hoewel er verschillende soorten lavabuisformaties zijn, deze grotten ontstaan ​​vaak uit een soort vloeistof, basalt lava, die van een helling naar beneden stroomt als de zijkant van een vulkaan. Als het buitenste deel van de hete lavastroom in contact komt met de koude lucht, het koelt snel af, vormt een verharde korst, legt Dr. Richard Léveillé uit. Léveillé is adjunct-professor aan de afdeling Aard- en Planetaire Wetenschappen van McGill University en lid van het McGill Space Institute. Maar vloeibare lava blijft stromen als water in een kanaal onder dit pas verharde oppervlak. Op een gegeven moment, dat vloeibare lava naar buiten stroomt en onder het oppervlak afkoelt, het vormen van een bocht, buisvormige structuur. Boom - een lavabuis is geboren.

"En dit soort lava's waarvan we weten dat ze op de maan en op Mars zijn uitgebarsten. Dus... we zouden verwachten lavabuizen op de maan en op Mars te vinden, ", zegt Léveillé.

Buitenaardse lavabuizen

Geologen kennen lavabuizen uit vulkanische gebieden in Hawaï of IJsland, maar ze zijn ook een hot item geworden binnen de astrobiologiegemeenschap vanwege afbeeldingen met een hoge resolutie die aangeven dat lavabuizen ook op de maan en Mars kunnen bestaan. Nemen, bijvoorbeeld, deze foto's gemaakt door het SELENE/Kaguya-ruimtevaartuig van het Japanse ruimtevaartuig voor ruimtevaartonderzoek (JAXA) van een mogelijk ingestorte lavabuis in een functie van de maan die bekend staat als Mare Ingenii. In 2009, JAXA zag ook een verticale put van ongeveer 262 tot 295 voet (80 tot 90 meter) diep - een waarschijnlijke maanlavabuis - in het vulkanische Marius Hills-gebied.

Veel sites waarvan wordt gedacht dat het lavabuizen zijn, zoals de Marius Hills Hole, worden gedetecteerd door de aanwezigheid van "bochtige rilles" of bochtige kanalen. En meer recentelijk, het SETI Institute kondigde de ontdekking aan van mogelijke "dakramen" of lavabuisopeningen in de Philolaus-krater nabij de noordpool van de maan met behulp van afbeeldingen verkregen van NASA's Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO).

In 2010, terwijl ze deelnamen aan een programma waarbij studenten de camera konden gebruiken op NASA's Mars Odyssey-orbiter, leerlingen van de zevende klas van de Evergreen Middle School in Cottonwood, Californië, vond deze Martiaanse put die een dakraam van een grot lijkt te zijn. NASA/JPL-Caltech/ASU

Maar lavabuizen zijn een lastige zaak. Wetenschappelijke technologie speelt nog steeds een inhaalslag bij het identificeren van deze ondergrondse habitats. "De grootste moeilijkheid komt van het feit dat lavabuizen in wezen ondergrondse structuren zijn. Zeer weinig instrumenten zijn in staat om directe metingen van ondergrondse structuren uit te voeren, ", zegt Leonardo Carrer van het Remote Sensing Laboratory (RSLab) van de Universiteit van Trento in een e-mail. Maar het team van Carrer werkt aan het moderniseren van de technologie en zo de toekomstige menselijke nederzetting van deze maangrotten te helpen. De technologie omvat het gebruik van radar, die lavabuizen vanuit een baan om de aarde kan detecteren op basis van hun "unieke elektromagnetische handtekeningen" om "onder het maanoppervlak te sonderen met laagfrequente elektromagnetische golven en [meten] de gereflecteerde signalen." De reflecties bieden inzicht in de kenmerken van een lavabuis, zoals vorm, grootte en samenstelling.

Maar één ding is duidelijk. Lavabuizen op de maan en Mars zijn van onschatbare waarde als natuurlijk potentiële habitats — of op zijn minst, dienen als handige opslageenheden tussen ruimtemissies. "Deze leegten, indien toegankelijk, niet alleen gebruikt kunnen worden voor menselijke bewoning, maar ook voor materiële opslag, ', zegt Pozzobon.

De lavabuizen van de aarde gebruiken om het leven op andere planeten te verkennen

In de tussentijd, terug op aarde, wetenschappers bereiden zich voor op toekomstige missies naar de maan en Mars door middel van een kleine grotduik. Pangea is een programma ontwikkeld door de European Space Agency dat Europese astronauten voorbereidt op het verkennen van andere planeten. Een van de projecten betreft de 8 kilometer lange Corona-lavabuis op Lanzarote, Spanje. Volgens Sauro, die een cursusontwerper is voor Pangaea, het team heeft de buis geavanceerd in kaart gebracht, die "het meest complete 3D-model van een lavabuis op aarde heeft geproduceerd ... met een millimetrische precisie." Ze hebben ook nieuwe robots of rovers getest om te bepalen hoe ze het beste door deze buizen kunnen navigeren. het ontwikkelen van een beter begrip van de uitdagingen die gepaard gaan met invallen in lavabuizen op andere planeten in het proces.

Andere onderzoekers hebben ook interesse getoond in het onderzoeken van de microbiologie van lavabuizen door hun inspanningen te concentreren op het Lava Beds National Monument in Californië. Leveillé, die aan het hoofd staat van dit door de Canadian Space Agency gefinancierde project, zegt dat zijn team lavabuizen wil onderzoeken als leefgebieden van micro-organismen, die via bepaalde mineralen sporen of "biosignaturen" kunnen achterlaten, en duiden zo op de aanwezigheid van leven ooit op de rode planeet. "En uiteraard, de grote vraag is:"Hoe zouden we ooit in een van deze lavabuisgrotten [op Mars] kunnen komen, die hier op aarde nogal onregelmatig zijn?'", zegt Léveillé.

Dus wat is het verschil tussen lavabuizen op aarde en hun tegenhangers op de maan en op Mars? We zullen, zwaartekracht, voor een. Pozzobon citeert een NASA Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL) missie die volgens hem "enorme ondergrondse holtes" of potentiële lavabuizen onder het maanoppervlak heeft gedetecteerd. Hij beschrijft hoe de lagere zwaartekracht op de maan en Mars de grootte van lavabuizen aanzienlijk beïnvloedt. Buizen op Mars kunnen zich uitstrekken over een breedte van 820 voet (250 meter), en buizen op de maan kunnen meer dan 3 bereiken, 281 voet (1 kilometer) breed. Pozzobon merkt nog een belangrijk effect van lagere zwaartekracht op, die de daken van deze buizen stabiliseert en minder instortingen veroorzaakt - vooral op de maan - waardoor een potentieel veiligere woning voor menselijke bewoning wordt gecreëerd. Maar anders, lavabuizen op aarde lijken qua samenstelling en structuur redelijk op die op de maan en Mars en dienen als uitstekende referentiepunten voor onderzoekers.

Het potentieel voor maangrotten - en mogelijke menselijke nederzettingen - heeft veel mensen enthousiast gemaakt. Zelfs het Witte Huis doet een bod op maankolonies in de nabije toekomst. En de mogelijkheid om te antwoorden of er leven is geweest - of nog steeds kan floreren - in grotten op Mars is een verleidelijke mogelijkheid voor ruimteverkenners. Maar als je je afvraagt ​​of er marsmannetjes rond deze lavabuizen op de rode planeet zullen hangen, het antwoord is waarschijnlijk nee - tenzij je microbiële beestjes meetelt. straling, een droge omgeving en ijskoude temperaturen maken de planeet onherbergzaam voor de meeste vormen van leven. "Er is geen duidelijke indicatie van leven, dus de meeste wetenschappers zouden het erover eens zijn dat als er leven in de ondergrond was, het zou microbieel of bacterieel van vorm zijn, ", zegt Léveillé.

Dat is nu interessant

Hoewel het gebruik van grondrovers om toegang te krijgen tot lavabuizen op de maan en Mars vanwege de oppervlakteomstandigheden moeilijk kan zijn, andere apparaten worden ontwikkeld om deze verkenningen te ondersteunen, inclusief klimmen en hoppen pitbots en vliegen, helikopterachtige voertuigen, die kunnen voorkomen in NASA's Mars 2020 rover-missie.

Oorspronkelijk gepubliceerd:11 februari 2019

Veelgestelde vragen over lavabuizen

Zijn lavabuizen gevaarlijk?
Lagere zwaartekracht op de maan stabiliseert de daken van lavabuizen, zodat er minder minder instortingen zijn. Dit maakt ze potentiële woningen voor menselijke bewoning op de maan.
Wat betekent lavabuis?
Lavabuizen zijn gewoon grotten die zijn uitgehouwen door stromende lava die is weggevloeid. Wat achterblijft is een ondergrondse leegte, of een lavabuis.
Hoe ontstaan ​​lavagrotten?
Deze grotten ontstaan ​​vaak uit een soort vloeistof, basalt lava, die van een helling naar beneden stroomt als de zijkant van een vulkaan. Als het buitenste deel van de hete lavastroom in contact komt met de koude lucht, het koelt snel af, vorming van een geharde korst. Maar vloeibare lava blijft stromen als water in een kanaal onder dit pas verharde oppervlak. Op een gegeven moment, dat vloeibare lava naar buiten stroomt en onder het oppervlak afkoelt, het vormen van een bocht, buisvormige structuur.
Zijn er lavabuizen op de maan?
Geologen kennen lavabuizen uit vulkanische gebieden in Hawaï of IJsland, maar ze hebben ook bewijs gevonden dat aangeeft dat lavabuizen waarschijnlijk ook op de maan en Mars bestaan ​​via beelden met een hoge resolutie.
Waar is de langste continue lavabuis in de Verenigde Staten?
De Kazumura-grot op het eiland Hawaï in de buurt van Kīlauea is 65,5 kilometer lang en 3, 614 voet (1, 102 meter) diep. Dat maakt het de langste en diepste lavabuis in de Verenigde Staten en de wereld. Apengrot in Skamania, Washington aan de zuidkant van Mount St. Helens is 2,5 mijl lang, waardoor het de langste lavabuis in de continentale Verenigde Staten is.

Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Mimetolieten:de gezichten die we zien in rotsformaties
  2. Eerste Amerikaanse vrouw bevalt van getransplanteerde baarmoeder
  3. Klasactiviteiten op het ademhalingssysteem
  4. Hoe is mitose van invloed op het leven?
  5. Waar komt collageen vandaan?
  6. Wat is een positieve controle in de microbiologie?
  7. Hoe een jetlag werkt
  8. Het belang van plantaardige cellen
  9. Wat zijn de belangrijkste functies van microtubules in de cel?

Wetenschap