Muinaisista ajoista lähtien luolat ovat houkutelleet ihmisiä, heidän pimeys on täynnä vaaroja, mutta syvyyden salaisuus houkuttelee sekä Pithecanthropusta, nykytutkijoita että turisteja. Satoja maa- ja vedenalaisia luolia on tutkittu maapallolla, mutta edessä on vaikeampaa tavoite - luolat muilla planeetoilla. Bloggaaja ja kosmonautian suosittelija Vitaly "Vihreä kissa" Jegorov puhui tulevaisuuden avaruuslohkojen odottamisesta.
Suurin osa maapallon tunnetuista luolista muodostui eroosion seurauksena - kivien tuhoutuminen, yleensä veden ja siihen liuenneiden kemiallisten yhdisteiden vaikutuksesta. Tällaisia luolia kutsutaan karstiluoliksi. Tulivuoren alueilla laavaperäiset maanalaiset ontelot ovat yleisiä - kupolit ja putket. Toisin kuin karstiluolat, joiden muodostuminen kestää tuhansia tai miljoonia vuosia, tulivuoren luolat muodostuvat melko nopeasti purkauksen ja laavan aktiivisen vuodatuksen aikana.
Tulivuoren luolat
Laavaputki on pitkä, luonnossa esiintyvä tunneli, joskus jopa kymmeniä kilometrejä, tasainen lattia ja holvikatto. Putki muodostuu melko nestemäisen ja viskoosin basaltti-laavan purkautumisen aikana. Lähteestä levittäessään laavavirta alkaa jäähtyä ja ylempi kuori jähmettyy ensin, minkä alla virtaus jatkuu. Tulivuorikaasujen vapautumisen vuoksi "katon" ja virran välille muodostuu ontelo, joka laajenee virtauksen kuivuessa. Tuloksena on todellinen kävelyyn sopiva "metro". Tulivuorikaasujen lisääntynyt paine johtaa putken holvien toissijaiseen sulamiseen, joten joskus se on peitetty laavaa sisältävillä stalaktiiteilla.
Vulkanismi tunnetaan myös muilla planeetoilla.
Useiden epäsuorien merkkien perusteella voidaan olettaa, että Venuksen tulivuoret purkautuvat edelleen ja siellä olevan lämmön ansiosta niiden laava jäähtyy paljon hitaammin, mikä tarkoittaa, että virtaukset ovat paljon laajempia. Oletetaan myös, että rikkiyhdisteiden vuoksi Venusian laavan sulamispiste on matalampi kuin maapallon, ja tämä lisää edelleen laavavirtausten liikkuvuutta.
Mars tunnetaan jättimäisistä tulivuoristaan - nyt kuitenkin kaikki nukahtivat, mutta ennen sitä he onnistuivat tulvimaan tuhansia neliökilometrejä pintaa basaltti-laavalla.
Mainosvideo:
Kuu koki myös aktiivisen jakson, joka liittyi sekä asteroidipommituksiin että sisäiseen tektoniseen aktiivisuuteen. Kuun suuret alueet tulvivat laavavirroilla, joita kutsumme meriksi.
Tutkijat arvasivat, että Kuussa ja aurinkokunnan planeetoilla olisi oltava laavaluolia jo 1800-luvulla, mutta ensimmäisiä löytöjä oli odotettava kosmonauttiikan aikakauteen.
Kaatuneet laavaputket Peacock-vuoren tulivuoren rinteillä Mars Express-satelliitin kuvassa.
Marsin luolat
Automaattinen planeettojen välinen asema Viking löysi romahtaneet tulivuoriputket Marsin tulivuorien rinteiltä 1970-luvulla.
Kolmekymmentä vuotta myöhemmin Mars Odyssey -satelliitti vangitsi ensimmäiset uppoumat, mikä osoitti vielä olemassa olevia luolia odottavan luolia. Ammottavien upotusten halkaisija on 250 metriä. Suurin osa niistä löydettiin kilvetulivuorten rinteiltä Tarsisin ylängöllä. Moderni Mars Reconnaissance Orbiter pystyi korkean resoluution HiRISE-kaukoputkella katsomaan Marsin suolistoa niin kauas kuin mahdollista kiertoradalta.
Viemäreikä laavaluolaan Marsin tulivuoren Askriyskaja-vuorella. MRO-satelliittikuva.
Marsin luolat houkuttelevat tutkijoita useista syistä. Ohuen ilmakehän takia planeetan koko pinta säteilee auringon ultraviolettivalolla ja pommitetaan kosmisesti varautuneilla hiukkasilla, joten mikrobielämän tai jopa monimutkaisten orgaanisten yhdisteiden esiintyminen maaperän ylemmissä kerroksissa on epätodennäköistä. Luolavarastojen suojan alla niiden säilymisen mahdollisuudet kasvavat dramaattisesti - vaikka itse elämää ei enää löydy sieltä, sen jäännökset ovat paljon pidempään. On myös mahdollista, että Marsin luolista löytyy vesijäätä ja muita yhdisteitä, jotka ovat haihtuvampia avoimilla alueilla.
Rohkeimmat unelmoijat viittaavat siihen, että Marsin luolista voi tulla paratiisi ensimmäisille ihmispaikoille ja asutuksille - suoja säteilyltä ja vesihuollolta tulee käteväksi tuleville siirtolaisille. Vaikka useat tekijät osoittavat, että Marsin tulivuoren luolat eivät ole sopivin paikka elää. Kaikki ne sijaitsevat tulivuoren rinteillä useiden kilometrien korkeudella tasangon yläpuolella. Samaan aikaan laskeutuminen korkeilla alueilla on vaikeaa ilmakehän liian ohuen kerroksen takia. Ilmapiiri auttaa säästämään polttoainetta jarrutuksessa laskeutumisen aikana, joten raskain avaruusalus yrittää laskea Marsin syvimmissä paikoissa. Saman ilmakehän ansiosta alamaat ovat paremmin suojattuja säteilyltä. Ja vesijään kerrostumia pinnalla on myös tutkittu, myös Marsin syvimmän syvennyksen - Hellasin laakson - läheisyydessä. Siksi,kunnes biogeenisten tai muiden mineraalien läsnäolo Marsin luolissa on vahvistettu, on suositeltavaa tutkia niitä robottivälineillä.
Tärkeä tekijä, joka estää Marsin speleologian kehittymistä, ovat planeettojen turvallisuuden vaatimukset. Jos on mahdollista säilyttää hypoteettinen Marsin elämä luolissa, tutkijan on oltava 100-prosenttisesti steriili, jotta voidaan sulkea pois todennäköisyys "Marsin aikakirjojen" upeasta skenaariosta, jossa yksi maanalainen aivastelu tappoi suuren sivilisaation. Tänään ei ole mahdollista varmistaa avaruusaluksen täydellistä steriiliyttä maapallolla, ja mikrobimme kykenevät kestämään avaruuslennon olosuhteet. Siksi marsilaiset eivät etsi, jotta heitä ei vahingossa tuhota.
Kuun luolat
Planeetan turvallisuuden oppi ei kuitenkaan häiritse kuun luolien vierailua. Hollow Moonista on toistuvasti tullut upeiden teosten kohtaus. Vaikka todellisuus on kaukana kaunokirjallisuudesta, se on rohkaisevaa myös romantikoille. Kuuluolien olemassaolon oletettiin olevan pitkään, mutta suora vahvistus tuli vasta vuonna 2009. Ensimmäistä kertaa japanilainen robottiasema Kaguya löysi epätavallisia kraattereita, joissa ei ollut pyöreää akselia eikä sisällä merkkejä työnnöstä. Niiden halkaisija oli 100 metriä, ja syvyys näytti niin merkittävältä, että sivusuunnassa oleva auringonvalo ei yksinkertaisesti päässyt pohjaan. Amerikkalainen koetin Lunar Reconnaissance Orbiter pystyi tutkimaan dippejä paljon yksityiskohtaisemmin, eri vuorokaudenaikoina, arvioimaan pohjan syvyyden ja sisällön lisäksi sivuseinien rakenteen ja jopa katsomaan kaarien alle.
Pettäminen rauhallisuusmeren sublunaariseen onteloon. LRO-satelliittikartoitus.
Pettäminen rauhallisuusmeren sublunaariseen onteloon. LRO-satelliittikartoitus.
Ryhmä tutkijoita Arizonan yliopistosta on kehittänyt erityisen PitScan-algoritmin, joka puoliautomaattisessa tilassa etsii reikiä kuun pinnalta olevista luolista ja löysi niistä yli kaksisataa. Ne voidaan jakaa kolmeen ehdolliseen ryhmään:
- tulivuorenpurkausten aikana vuotaneiden laavakanavien viat;
laavan ontelot, jotka muodostuvat suurten asteroidien putoamisesta suurissa kraattereissa muodostuneesta sulasta
- ontelot kuun merissä.
Reikä väitetyssä laavaputkessa oli nähtävissä Marius-kukkuloiden tulivuoren ylängöllä, päiväntasaajan luona kuun näkyvän puolen länsipuolella. Satelliiteista näkyy siellä selvästi laavavirtauskanava, joka ulottuu tulivuoren suusta kymmeniä kilometrejä. Noin 25 kilometrin päässä kraatterista jäätyvässä virrassa näkyy reikä. Joko meteoriitti teki sen tai "katto" romahti itsestään, mutta nyt näet 80 metriä leveän ja 45 metriä syvän reiän. Virtauksen leveys reiän paikassa saavuttaa 800 metriä ja ylävirtaan se saavuttaa jopa kilometrin, joten maallisten standardien mukaan voi olla jättimäinen tunneli.
Purdue-yliopistossa tehtiin numeerisia simulaatioita, joiden mukaan basaltti-laavan vahvuus ja alhainen kuun painovoima mahdollistavat holvien säilyttämisen jopa kilometrin levyisissä tunneleissa pinnalla ja jopa viiden kilometrin leveissä salissa useiden satojen metrien syvyydessä tuhoamatta. GRAIL-koettimien avulla saadut Kuun painovoimakenttää koskevat tiedot auttoivat vertailemaan simulaatiota todellisuuteen. Tutkijat ottivat GRAIL-lukemat Marius-kukkuloiden mahdollisen ontelon yli ja yrittivät löytää vastaavia tietoja, jotka on saatu muualla. Joten oli mahdollista löytää jopa kymmenen "allekirjoitusta" mahdollisista kuun onteloista, joista osa on 100 kilometriä pitkä ja useita kilometrejä leveä. Suurin osa niistä löytyy kuunmeristä.
Kuurameristä löydettiin todellakin useita reikiä, mutta ne eivät ole samoja kuin mahdolliset tyhjät tilat, jotka laskettiin painovoimakentän poikkeamista. Yksi aukko Rauhanmeressä, noin 400 kilometriä Apollo 11: n laskeutumispaikasta koilliseen, on suurin ja syvin satelliitin avulla tutkittu. Reiän halkaisija on noin 100 metriä ja syvyys jopa 100 metriä. Lähistöllä ei ole laavakanavia tai tulivuoren kupolia, jotka voisivat osoittaa tunnelin läsnäolon, mutta tällainen läsnäolo voidaan silti olettaa.
Tämä reikä on mielenkiintoinen tutkijoille paitsi sen pohjassa mahdollisesti olevan piilotetun vuoksi myös sen kerrostetun rakenteen vuoksi, joka näkyy reiän jyrkillä seinillä. Nämä kerrokset viittaavat tutkijoille, että laavameri muodostui useiden laavavuotojen seurauksena, joista osa oli melko ohuita, jopa metrin korkeuteen.
Reikä Rauhanmeressä on edelleen yksi sopivimmista paikoista robotin koettimen laskeutumiseen ja luolan tutkimiseen sisältäpäin. Toistaiseksi yksikään avaruusjärjestö ei kuitenkaan aio kehittää kuun luolarobotteja. Apollo 15: n astronautit, jotka tutkivat Hadley Rill Canyonin rinteitä, joka yhden hypoteesin mukaan oli kerran laavaputki, mutta myöhemmin täysin romahtanut, tulivat lähinnä kuun laavaputkien salaisuuksia.
Apollo 15-miehistön komentaja David Scott Hadley Rill -laakson edessä. Kuva kuun moduulin ohjaaja James Irwinista.
Planeettojen välisen speleologian tulevaisuus
Sillä välin maapallolla valmistellaan tulevaa kuu- ja marsiluolien etsintää. Planeetallamme on tarjolla monia tulivuoren luolia tutkittavaksi ja vierailevaksi, mikä antaa mahdollisuuden esittää kaikki planeettojenvälisen speleologian monimutkaisuudet. Venäjällä laavaputket ja luolat tunnetaan Kamtšatkassa. Yksi noin 100 metrin pituisista laavaputkista on saatavana Gorely-tulivuoren kalderassa. Tämä luola on melko ikivanha, jätetty kaksituhatta vuotta sitten tapahtuneen purkauksen jälkeen. Siinä voit tuntea Marsin tutkimusmatkailijan, joka on lähellä nollaa olevaa lämpötilaa ja massiivinen jäätikkö, joka osittain estää sisäänkäynnin.
Tolbachikin tulivuoren laavaluola, joka muodostui vuosien 2012--2013 purkauksesta.
Tolbachikin tulivuoren purkauksen aikana vuosina 2012–2013 muodostui useita luolia. Nämä luolat ovat viehättävämpiä, ja kattoon peittävät haihampaat laava-stalaktiitit, kattoon tippuu suolaa ja lattialla kasvaa stalagmiitteja. Jäähtyvän laavan lämpö pysyy edelleen täällä, teetä voidaan edelleen keittää kuumilla halkeamilla, ja joihinkin luolien oksiin ei pääse kävijöitä korkean lämpötilan vuoksi.
Huolimatta ilmeisestä tieteellisestä kiinnostuksesta tutkia ulkomaalaisia luolia, toistaiseksi mikään avaruusjärjestö ei ole rikkonut heidän salaisuuksiaan. Tällaisen tutkimuksen tekninen toteutus on edelleen vakava este tällä tiellä. Koetin on joko istutettava täsmälleen reiän pohjaan tai varustettava kiipeilyvälineillä pystysuoran seinän laskeutumista varten. Pelkästään tämä riittää kaiken kehityksen pysäyttämiseen - monimutkaisuus on liian suuri ja siten riski. Seuraavaksi sinun on annettava virtaa robotille luolan pimeydessä, ja mikä tärkeintä, ohjattava ja ylläpidettävä viestintää ilman suoraa radionäkyvyyttä.
Avaruustutkimuksessa etusija annetaan aina erittäin luotettaville hankkeille, jotka lupaavat ainutlaatuisten tietojen pitkäaikaisia toimituksia, joten luolarobotit menettävät edelleen kilpailun satelliiteille ja teleskoopeille. Vain muutama yksityinen Google Lunar XPRIZE -kilpailun osallistujaryhmä ilmoitti, että heidän kehityksensä avulla voidaan tutkia kuun luolia. Amerikkalainen astroboottiryhmä ja japanilainen Hakuto ovat määrittäneet kohteiksi kuunluolat, mutta niin kauan kuin heidän koettimensa pysyvät maapallolla, heidän täytyy kävellä vain 500 metriä Kuulla voittoaan varten. Kuuluolien harvinaisuuden ja tarkan laskeutumisen vaikeuden vuoksi on epätodennäköistä, että joukkueet pääsisivät kuun onteloihin ensimmäistä kertaa.