Gewelddadig en destructief, actieve vulkanen moeten worden gevreesd en vermeden. Nog, deze geologische ketels leggen de polsslag van vele planeten en manen bloot, geeft aanwijzingen over hoe deze lichamen evolueerden van chemische soepen naar de complexe systemen van gassen en gesteenten die we tegenwoordig zien.

Het opgraven van deze aanwijzingen is wat planetaire wetenschappers van NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt motiveert, Maryland, om naar onherbergzame plekken op deze planeet te gaan die de meeste mensen proberen te vermijden:smeulende lavavelden en met gletsjers bedekte vulkanen.

"Je kunt aardwetenschappen gebruiken om vulkanen op deze planeet te bestuderen en die kennis vervolgens op de maan toepassen, Mars en andere lichamen, " zei Patrick L. Whelley, een Goddard planetaire geoloog. "Plus, we hebben niet de luxe om vulkaanuitbarstingen ergens anders dan op aarde van dichtbij te bekijken."

Wat duidelijk is over vulkanen op deze planeet, is dat de aarde zonder hen eenzaam zou zijn geweest. Door gesmolten gesteente diep van binnenuit op het oppervlak te laten komen, deze ondergrondse ovens hielpen bij het bouwen van de continenten van de aarde. Bovendien, ze lieten gassen vrij die miljarden jaren geleden hielpen bij het vormen van onze oceanen en onze atmosfeer - twee kenmerken waardoor het leven hier kon gedijen. Tot op de dag van vandaag, vulkanen helpen de aarde warm te houden, nat en bewoonbaar.

Zouden vulkanen een vergelijkbare rol hebben gespeeld op andere hemellichamen? Doen ze dat nog steeds?

Dit zijn enkele van de vragen die Whelley en zijn collega's proberen te beantwoorden door de samenstelling en geometrie van de vulkanen op aarde en de lava die ze uitspuwen te bestuderen. Hoe beter we de aarde begrijpen, zij redeneren, hoe scherper de rest van het zonnestelsel in beeld komt.

Er is voldoende bewijs dat vulkanen het zonnestelsel bedekken. De donkere vlekken op de maan, waar vulkanen inactief zijn, zijn gemaakt van lava die miljarden jaren geleden is uitgehard. Mars heeft de grootste van het zonnestelsel (hoewel nu, waarschijnlijk inactieve) vulkanen. Mercurius herbergt overblijfselen van vulkanen die miljarden jaren geleden stoom verloren; Venus wel, te, hoewel de vulkanen vandaag actief zouden kunnen zijn.

Sommige vulkanen in het zonnestelsel, naast onze eigen, zijn duidelijk aan het uitbarsten. Jupiters maan, Io, is een vulkanisch wonderland, met honderden actieve pluimen. Europa, nog een Joviaanse maan, lijkt actieve ventilatieopeningen te hebben die waterdamp door scheuren in de ijsschil die de maan omhult, spuiten.

In feite, Europa is een intrigerend geval. Wetenschappers geloven dat het een van de sterkste kandidaten is voor buitenaards leven, omdat het een oceaan van vloeibaar water herbergt - of een smeermiddel voor de meest essentiële processen van het leven - dat vol kan zitten met zwavel en andere elementen die levende wezens nodig hebben. De oceaan van Europa is mogelijk tot twee keer zo groot als die van de aarde. Wetenschappers hopen Europa de komende jaren nauwkeuriger te bestuderen door een ruimtevaartuig te sturen, genaamd Europa Clipper, om de gebarsten maan vanuit de baan van Jupiter te bestuderen.

Sommige wetenschappers hopen ook een lander te sturen om het ijs op Europa te onderzoeken op zoek naar chemische aanwijzingen. zogenaamde biohandtekeningen, dat zou kunnen onthullen of de maan leven zou kunnen herbergen.

Maar eerst, ze moeten oefenen met het zoeken naar leven in afgelegen en barre streken van de aarde. Goddard-onderzoekers deden dit deze zomer door naar een locatie in IJsland te reizen die het dichtst in de buurt komt van het nabootsen van Europa op aarde. kilometerslange trekking naar een met gletsjers bedekt vulkanisch gebied genaamd Vatnajökull.

"Dit soort ijzige omgevingen zijn zeldzaam, dus ze zijn erg fascinerend, " zei Dina Bower, een Goddard-astrobioloog. Vatnajökull, ze legde uit, biedt wetenschappers een zeldzame kans om de chemie te observeren die zich ontvouwt wanneer aardwarmte in wisselwerking staat met ijs, zoals op Europa.

Bower testte een techniek in IJsland genaamd "Raman-spectroscopie, " met behulp van een handinstrument dat lijkt op een prijsscanner om de verstrooiing van licht van ijs te meten om erachter te komen waar het oppervlak van is gemaakt. Een vergelijkbare techniek zou op een dag ruimtevaartuigen in Europa kunnen helpen om chemische handtekeningen van leven in zijn ijs en oceaan te identificeren. Voor nu, Bower's Raman-spectrometer vond korstmos, die gemeenschappen van schimmels en andere microben zijn, leven in het ijs, waarschijnlijk daar afgezet door vulkanische as. Ze vond ook verschillende soorten van dit sterke organisme die gedijen op de lava.

Lava is ook interessant voor Goddard-wetenschappers, dus het helpt dat IJsland een lavaparadijs is. Inderdaad, het eiland is in de laatste 15 tot 20 miljoen jaar gevormd uit verharde lava door voortdurende vulkaanuitbarstingen. Dit maakt het eiland een goede proxy voor planeten zoals Mars, te, die, zoals IJsland, zijn bedekt met een vulkanisch gesteente dat basalt wordt genoemd.

In IJsland, Planetaire geologen van Goddard hebben ook de hooglanden bezocht, in de buurt van Vatnajökull, onderzoek doen naar een groot, vers lavaveld genaamd Holuhraun. Lava barstte daar uit scheuren in de grond en stroomde over 85 vierkante kilometer (53 vierkante mijl) in een historische uitbarsting tussen 2014 en 2015. Nu, tijdens hun derde bezoek aan de belangrijkste uitbarstingsopening in Holuhraun, planetaire geologen probeerden te documenteren hoe het terrein was veranderd sinds hun laatste bezoek.

"De ventilatieopening verslechtert nog steeds op spectaculaire wijze", zei Jacob Richardson, een Goddard planetaire geoloog, verwijzend naar de actieve rockfalls van de ventilatiewanden. "Deze erosie is een teken dat vulkanische openingen meer dan een paar jaar nodig hebben om tot rust te komen; het kan tientallen jaren duren."

Whelley, Richardson en hun team hebben gemeten hoeveel warmte de lava nog steeds afgeeft en hoe de verhardende lava het lokale landschap verandert. informatie die context zal bieden voor toekomstige waarnemingen van bestaande of oude vulkanen op verschillende hemellichamen.

"We zien zelden verse afzettingen waar dan ook in het zonnestelsel; we kijken altijd naar miljard jaar oude lava, "zei Whelley. "Maar als je kunt zien hoeveel hitte er was in een bepaalde uitbarsting in de geschiedenis van een planeet, je zou in staat kunnen zijn om de snelheid te bepalen waarmee de planeet warmte kwijtraakte. Dit, beurtelings, zal ons vertellen hoe lang het vulkaanuitbarstingen produceerde waarbij gassen vrijkwamen die de atmosfeer in stand hielden, die voorwaarden voor het leven op de planeet mogelijk maakte."

Zelfs als Mars nooit omstandigheden heeft gehad die geschikt zijn voor leven op het oppervlak, ondanks vulkaanuitbarstingen, het leven had eronder kunnen bloeien, NASA-wetenschappers vermoeden. Onder het oppervlak van Mars kan er water zijn, plus bescherming tegen harde zonnestraling, en warmte van nabijgelegen magmakamers, zei Richardson.

"Als je alleen naar de oppervlakterots kijkt die we vandaag kunnen zien, je verliest veel van het verhaal over hoe deze planeten evolueerden, " hij zei.

Dit is de reden waarom NASA zijn InSight-lander op 26 november op het oppervlak van Mars zal laten vallen, 2018 om te luisteren naar trillingen op Elysium Planitia, een vulkanisch veld vergelijkbaar met Holuhraun, om de aardkorst te bestuderen, mantel, en kern.

Ondertussen, Goddard-wetenschappers zullen blijven zoeken naar geheimen van de evolutie van onze thuisplaneet en zijn bewoners - een ideaal laboratorium voor het bestuderen van de kosmos.