Din cele mai vechi timpuri, peșterile au atras oamenii, întunericul lor este plin de pericole, dar secretul din adâncuri îi atrage pe Pithecanthropus, oamenii de știință moderni și turiștii. Sute de pământ și peșteri subacvatice au fost explorate pe Pământ, dar un obiectiv mai dificil se așteaptă înainte - peșterile de pe alte planete. Bloggerul și popularizatorul cosmonauticii Vitaly „Pisica verde” Yegorov a vorbit despre ceea ce așteaptă viitorii speleologi spațiali.
Majoritatea peșterilor cunoscute ale Pământului s-au format ca urmare a eroziunii - distrugerea rocilor, de obicei sub influența apei și a compușilor chimici dizolvați în ea. Astfel de peșteri se numesc peșteri carstice. În regiunile vulcanice, cavitățile subterane de origine lava sunt răspândite - cupole și țevi. Spre deosebire de peșterile carstice, care necesită mii sau milioane de ani pentru a se forma, peșterile vulcanice se formează destul de repede, în timpul unei perioade de erupție și revărsare activă de lavă.
Peșteri vulcanice
Un tub de lavă este un tunel lung, natural, uneori de până la zeci de kilometri lungime, cu podea plană și tavan boltit. Tubul se formează în timpul erupției unei lave bazaltice destul de lichide și vâscoase. Răspândindu-se de la sursă, fluxul de lavă începe să se răcească, iar scoarța superioară se solidifică mai întâi, sub care fluxul continuă. Datorită degajării de gaze vulcanice între „acoperiș” și flux, se formează o cavitate care se extinde pe măsură ce fluxul se usucă. Rezultatul este un adevărat „metrou” potrivit pentru mers pe jos. Presiunea crescută a gazelor vulcanice duce la topirea secundară a bolților conductei, deci uneori este acoperită cu stalactite de lavă.
Vulcanismul este cunoscut și pe alte planete.
Potrivit unui număr de semne indirecte, se poate presupune că vulcanii lui Venus sunt încă în erupție și, datorită căldurii de acolo, lava lor se răcește mult mai încet, ceea ce înseamnă că fluxurile vor fi mult mai largi. Se presupune, de asemenea, că, datorită compușilor de sulf, punctul de topire a lavei venusiene este mai mic decât cel al Pământului și acest lucru contribuie în continuare la mobilitatea fluxurilor de lavă.
Marte este cunoscut pentru vulcanii săi gigantici - cu toate acestea, acum toți au adormit, dar înainte au reușit să inunde mii de kilometri pătrați de suprafață cu lavă bazaltică.
Video promotional:
Luna a cunoscut la un moment dat o perioadă activă asociată atât cu bombardamentul cu asteroizi, cât și cu activitatea tectonică internă. Vasta întindere a Lunii este inundată de fluxuri de lavă, pe care le numim mări.
Oamenii de știință au ghicit că ar trebui să existe peșteri de lavă pe Lună și pe planetele sistemului solar în secolul al XIX-lea, dar primele descoperiri au trebuit să aștepte până la începutul erei cosmonauticii.
Tuburi de lavă prăbușite pe versanții vulcanului Muntelui Pavlina din imaginea din satelitul Mars Express.
Peșterile lui Marte
Țevile vulcanice prăbușite pe versanții vulcanilor marțieni au fost descoperite de stația interplanetară automată Viking în anii 1970.
Treizeci de ani mai târziu, satelitul Mars Odyssey a capturat primele doline, care indicau peșterile încă în așteptarea speologilor lor. Diametrul scufundărilor deschise atinge 250 de metri. Cele mai multe dintre ele au fost găsite pe versanții vulcanilor-scut din Munții Tarsis. Modernul Mars Reconnaissance Orbiter, folosind un telescop HiRISE de înaltă rezoluție, a putut să privească în intestinele lui Marte, cât mai departe posibil de orbită.
O groapă într-o peșteră de lavă de pe vulcanul marțian Muntele Askriyskaya. Imagine satelit MRO.
Peșterile marțiene atrag oamenii de știință din mai multe motive. Datorită atmosferei subțiri, întreaga suprafață a planetei este iradiată de lumina ultravioletă solară și bombardată de particule încărcate cosmic, astfel că este puțin probabilă existența vieții microbiene sau chiar a compușilor organici complexi în straturile superioare ale solului. Sub protecția bolților de peșteră, șansele păstrării lor cresc dramatic - chiar dacă viața însăși nu se mai găsește acolo, rămășițele ei vor rămâne mult mai mult. De asemenea, este posibil ca gheața de apă și alți compuși care sunt mai volatili pe teren deschis să se găsească în peșterile marțiene.
Cei mai îndrăzneți visători sugerează că peșterile marțiene pot deveni un refugiu pentru primele baze și așezări umane - protecția împotriva radiațiilor și a alimentării cu apă va fi utilă pentru viitorii coloniști. Deși o serie de factori indică faptul că peșterile vulcanice de pe Marte nu sunt locul cel mai potrivit pentru a locui. Toate acestea sunt situate pe pante vulcanice la o altitudine de câțiva kilometri deasupra câmpiei. Între timp, aterizarea în regiuni de mare altitudine este dificilă din cauza stratului prea subțire al atmosferei. Atmosfera ajută la economisirea combustibilului pentru frânare în timpul aterizării, astfel încât cele mai grele nave spațiale încearcă să se scufunde în cele mai adânci locuri de pe Marte. Datorită aceleiași atmosfere, zonele joase sunt mai bine protejate de radiații. Și au fost studiate și depozite de gheață de apă la suprafață, inclusiv în vecinătatea celei mai adânci depresiuni a lui Marte - valea Hellas. Prin urmare,până când se confirmă prezența biogenelor sau a altor minerale în peșterile marțiene, este recomandabil să le explorați folosind mijloace robotizate.
Un factor important care împiedică dezvoltarea speologiei marțiene este cerințele securității planetare. Dacă există posibilitatea de a păstra ipotetică viață marțiană în peșteri, atunci cercetătorul trebuie să fie 100% steril pentru a exclude probabilitatea scenariului fantastic al „Cronicilor marțiene”, unde un strănut pământean a ucis o civilizație mare. Astăzi, nu este posibil să asigurăm sterilitatea completă a navei spațiale pe Pământ, iar microbii noștri sunt capabili să reziste condițiilor zborului spațial. Prin urmare, marțienii nu caută să nu-i distrugă accidental.
Peșterile lunii
Însă doctrina securității planetare nu interferează cu vizitarea peșterilor lunare. Luna goală a devenit în mod repetat scena unor opere fantastice. Deși realitatea este departe de ficțiune, este încurajatoare și pentru romantici. Existența peșterilor lunare a fost presupusă mult timp, dar confirmarea directă a venit abia în 2009. Pentru prima dată, stația robotică japoneză Kaguya a descoperit cratere neobișnuite care nu aveau un ax circular și niciun semn de ejecție din interior. Diametrul lor a ajuns la 100 de metri, iar adâncimea părea atât de semnificativă încât lumina solară laterală pur și simplu nu a ajuns în partea de jos. Sonda americană Lunar Reconnaissance Orbiter a reușit să examineze scufundările mult mai detaliat, în diferite momente ale zilei, să estimeze nu numai adâncimea fundului și conținutul acestuia, ci și structura pereților laterali și chiar să privească sub arcade.
Eșecul în cavitatea sublunară din Marea Liniștii. Studiu satelit LRO.
Eșecul în cavitatea sublunară din Marea Liniștii. Studiu satelit LRO.
Un grup de oameni de știință de la Universitatea din Arizona a dezvoltat un algoritm special PitScan, care, într-un mod semi-automat, a căutat găuri în peșterile de pe suprafața lunară și a găsit mai mult de două sute dintre ele. Acestea pot fi împărțite în trei grupuri condiționate:
- defecțiuni ale canalelor de lavă, care au expirat în timpul erupțiilor vulcanice;
cavități de lavă formate din topitura formată în cratere mari din căderea asteroizilor mari;
- cavități în mările lunare.
O gaură în presupusul tub de lavă putea fi văzută pe zonele muntoase vulcanice din dealurile Marius, la ecuatorul din vestul părții vizibile a lunii. Din sateliți, un canal de curgere a lavei este clar vizibil, care se întinde de la orificiul vulcanului pentru zeci de kilometri. O gaură este vizibilă în fluxul înghețat la aproximativ 25 de kilometri de crater. Fie a făcut-o un meteorit, fie „acoperișul” s-a prăbușit singur, dar acum puteți vedea o gaură de 80 de metri lățime și 45 de metri adâncime. Lățimea râului în locul găurii ajunge la 800 de metri, iar în amonte atinge până la un kilometru, deci poate exista un tunel uriaș conform standardelor pământești.
La Universitatea Purdue, au fost efectuate simulări numerice, conform cărora puterea lavei bazaltice și gravitația lunară redusă fac posibilă conservarea bolților în tuneluri de până la un kilometru lățime la suprafață și a sălilor de până la cinci kilometri lățime la o adâncime de câteva sute de metri fără distrugere. Datele despre câmpul gravitațional al Lunii, obținute cu ajutorul sondelor GRAIL, au ajutat la compararea simulării cu realitatea. Oamenii de știință au efectuat lecturi GRAIL asupra unei posibile cavități din Dealurile Marius și au încercat să găsească date similare obținute în altă parte. Așadar, a fost posibil să se găsească până la zece „semnături” ale unor posibile cavități lunare, dintre care unele au 100 de kilometri lungime și câțiva kilometri lățime. Cele mai multe dintre ele se găsesc sub mările lunare.
Au fost descoperite într-adevăr mai multe găuri din mările lunare, cu toate acestea, ele nu coincid cu acele posibile goluri care au fost calculate de la abaterile câmpului gravitațional. Cu toate acestea, o gaură din Marea Liniștirii, la aproximativ 400 de kilometri nord-est de locul de debarcare Apollo 11, este cea mai mare și mai profundă sondaj prin satelit. Gaura are un diametru de aproximativ 100 de metri și o adâncime de până la 100 de metri. În apropiere nu există canale de lavă sau cupole vulcanice care ar putea indica prezența unui tunel, dar o astfel de prezență poate fi totuși presupusă.
Această gaură este interesantă pentru oamenii de știință nu numai din cauza a ceea ce poate fi ascuns în partea de jos, ci și din cauza structurii sale stratificate, care este vizibilă pe pereții abrupți ai găurii. Aceste straturi sugerează oamenilor de știință că marea de lavă s-a format ca rezultat al mai multor deversări de lavă, dintre care unele erau destul de subțiri, până la un metru.
Gaura din Marea Linistii ramane unul dintre cele mai potrivite locuri pentru a ateriza o sonda robotica si a explora pestera din interior. Cu toate acestea, până în prezent, nici o agenție spațială nu intenționează să dezvolte roboți de speologie lunară. Astronauții Apollo 15 care au explorat pantele Hadley Rill Canyon, care, potrivit unei ipoteze, a fost odată un tub de lavă, dar ulterior s-a prăbușit complet, s-au apropiat cel mai mult de secretele tuburilor de lavă lunare.
Comandantul echipajului Apollo 15, David Scott, în fața văii Hadley Rill. Fotografia pilotului modulului lunar James Irwin.
Viitorul speologiei interplanetare
Între timp, pe Pământ se pregătește explorarea viitoare a peșterilor lunare și marțiene. Pe planeta noastră, multe peșteri vulcanice sunt disponibile pentru explorare și vizitare, care permit prezentarea tuturor complexităților speologiei interplanetare. În Rusia, tuburile și peșterile de lavă sunt cunoscute în Kamchatka. Unul dintre tuburile de lavă, de aproximativ 100 de metri lungime, este disponibil în calderea vulcanului Gorely. Această peșteră este destul de veche, a rămas după o erupție în urmă cu două mii de ani. În el vă puteți simți ca un explorator marțian datorită temperaturii aproape de zero și a unui ghețar masiv care blochează parțial intrarea.
Peștera de lavă a vulcanului Tolbachik, formată prin erupția din 2012-2013.
Mai multe peșteri s-au format în timpul erupției vulcanului Tolbachik în 2012-2013. Aceste peșteri sunt mai pitorești, cu stalactite de lavă sharktooth care acoperă tavanul, picături de sare pe tavan și stalagmite în creștere pe podea. Căldura lavei răcitoare rămâne încă aici, ceaiul poate fi fiert în continuare pe crăpături fierbinți, iar unele ramuri ale peșterilor sunt inaccesibile vizitatorilor din cauza temperaturii ridicate.
În ciuda interesului științific evident în explorarea peșterilor extraterestre, până în prezent nicio agenție spațială nu le-a încălcat secretele. Implementarea tehnică a unui astfel de studiu rămâne un obstacol serios pe această cale. Sonda va trebui fie să fie plantată exact în partea de jos a găurii, fie să fie prevăzută cu echipament de cățărare pentru coborârea unui perete vertical. Numai acest lucru este suficient pentru a opri întreaga dezvoltare - complexitatea este prea mare și, prin urmare, riscul. Apoi, va trebui să furnizați energie robotului în întunericul peșterii și, cel mai important, să controlați și să mențineți comunicarea fără vizibilitate radio directă.
În explorarea spațiului, se acordă întotdeauna prioritate proiectelor cu fiabilitate ridicată, care oferă promisiuni pe termen lung de date unice, astfel încât roboții de peșteră pierd în continuare competiția față de sateliți și telescoape. Doar câteva echipe private de participanți la competiția Google Lunar XPRIZE au anunțat că dezvoltările lor vor permite studiul peșterilor lunare. Echipa americană de astrobotici și japoneza Hakuto au desemnat ca peșteri lunare ca ținte, dar atâta timp cât sondele lor rămân pe Pământ, vor trebui să meargă doar 500 de metri pe Lună pentru a merita victoria. Având în vedere raritatea peșterilor lunii și dificultatea aterizării exacte, este puțin probabil ca echipele să poată ajunge la cavitățile lunare prima dată.
