Lavabuizen, ondergrondse grotten ontstaan ​​door vulkanische activiteit, zou kunnen zorgen voor beschermde habitats die groot genoeg zijn om straten op Mars of zelfs steden op de maan te huisvesten, volgens onderzoek gepresenteerd op het European Planetary Science Congress (EPSC) 2017 in Riga. Een verdere studie laat zien hoe de volgende generatie maanorbiters in staat zal zijn om radar te gebruiken om deze structuren onder het oppervlak van de maan te lokaliseren.

Lavabuizen kunnen zich op twee manieren vormen:buizen met een te dikke korst worden gevormd wanneer lava met een lage viscositeit vrij dicht bij het oppervlak stroomt, het ontwikkelen van een harde korst die dikker wordt om een ​​dak te creëren boven de bewegende lavastroom. Wanneer de uitbarstingen eindigen, de leiding wordt gedraineerd en laat een tunnel een paar meter onder het oppervlak achter. 'Opgeblazen' buizen zijn complexe en diepe structuren die ontstaan ​​wanneer lava wordt geïnjecteerd in bestaande spleten tussen rotslagen of holtes van eerdere stromen. De lava zet uit en laat een enorm netwerk van verbonden galerijen achter terwijl het zich een weg baant naar de oppervlakte. Lavabuizen zijn te vinden in veel vulkanische gebieden op aarde, inclusief Lanzarote, Hawaii, IJsland, Noord-Queensland in Australië, Sicilië en de Galapagos-eilanden. Ondergrondse buizennetwerken kunnen oplopen tot 65 kilometer. Ruimtemissies hebben ook ketens van ingestorte kuilen en "dakramen" op de maan en Mars waargenomen die zijn geïnterpreteerd als bewijs van lavabuizen. Onlangs leverde de NASA GRAIL-missie gedetailleerde zwaartekrachtgegevens voor de maan die de aanwezigheid suggereerden van enorme ondergrondse holtes die verband houden met lavabuizen onder de maanmaria, vlakten van basalt gevormd in vulkaanuitbarstingen vroeg in de geschiedenis van de maan.

Nutsvoorzieningen, onderzoekers van de Universiteit van Padova en de Universiteit van Bologna in Italië hebben de eerste systematische vergelijking van lavabuiskandidaten op aarde uitgevoerd, maan en Mars, gebaseerd op digitale terreinmodellen (DTM) met hoge resolutie die zijn gemaakt op basis van gegevens van ruimtevaartuiginstrumenten.

"De vergelijking van aardse, maan- en Marsvoorbeelden laten zien dat, zoals je misschien verwacht, zwaartekracht heeft een groot effect op de grootte van lavabuizen. Op aarde, ze kunnen tot dertig meter breed zijn. In de omgeving van Mars met een lagere zwaartekracht, we zien bewijs voor lavabuizen die 250 meter breed zijn. Op de maan, deze tunnels kunnen een kilometer of meer breed zijn en vele honderden kilometers lang, " zegt dr. Riccardo Pozzobon, van de Universiteit van Padua. "Deze resultaten hebben belangrijke implicaties voor de bewoonbaarheid en menselijke verkenning van de maan, maar ook voor het zoeken naar buitenaards leven op Mars. Lavabuizen zijn omgevingen die zijn afgeschermd van kosmische straling en beschermd tegen de flux van micrometeorieten, mogelijk veilige habitats bieden voor toekomstige menselijke missies. Zij zijn ook, mogelijk, groot genoeg voor behoorlijk belangrijke menselijke nederzettingen - je zou het grootste deel van het historische stadscentrum van Riga in een maanlavabuis kunnen passen."

Het werk van Pozzobon en collega's wordt al gebruikt in het astronautenopleidingsprogramma van de European Space Agency. De teams leiden een planetaire geologie-trainingscursus genaamd PANGEA voor de astronauten en ingenieurs van de European Space Agency. Het PANGEA-project omvatte een excursie en een testcampagne in lavabuizen op het Canarische eiland om de astronauten vertrouwd te maken met geologisch onderzoek dat ze zouden kunnen uitvoeren tijdens toekomstige missies naar de maan of Mars, en om technische en operationele systemen te testen. Vooral, PANGEA heeft zich gericht op het gebruik van lasertechnologieën om de Corona-lavabuis te karakteriseren, een 8 kilometer lange tunnel op Lanzarote.

Echter, analyse van lavabuizen met DEM's vereist dat een instorting of een punctie van een meteoriet de aanwezigheid van de verborgen tunnel onthult. Conventionele teledetectie-instrumenten kunnen de lavabuizen niet detecteren en karakteriseren, omdat ze geen metingen onder het oppervlak kunnen verkrijgen.

In een aparte lezing op EPSC, Leonardo Carrer en collega's van de Universiteit van Trento presenteerden een concept voor een radarsysteem dat speciaal is ontworpen om lavabuizen op de maan vanuit een baan te detecteren. De radar tast onder het maanoppervlak af met laagfrequente elektromagnetische golven en meet de gereflecteerde signalen. Dit radarinstrument kon nauwkeurig de fysieke samenstelling bepalen, grootte en vorm van de grotten en het verkrijgen van een globale kaart van hun locatie.

"De onderzoeken die we hebben ontwikkeld, laten zien dat een multifrequentie-sondesysteem de beste optie is voor het detecteren van lavabuizen van zeer verschillende afmetingen. De elektromagnetische simulaties laten zien dat lavabuizen unieke elektromagnetische handtekeningen hebben, die vanuit een baan om de aarde kunnen worden gedetecteerd, ongeacht hun oriëntatie op de bewegingsrichting van de radar. Daarom, een missie met dit instrument zou een cruciale stap in de richting van het vinden van veilige habitats op de maan voor menselijke kolonisatie mogelijk maken, ' zegt Carrer.