Wenn Magma aus der Erde an die Oberfläche kommt, fließt es als Lava. Diese Lavaströme sind faszinierend zu beobachten und hinterlassen einige einzigartige Landschaftsformen und Felsen. Aber vieles von dem, was an diesen Strömen faszinierend ist, kann sich unter der Erde verbergen, als Lavaröhren.
Diese Lavaröhren entpuppen sich als sehr wünschenswertes Ziel für die Erforschung auf anderen Welten, genau wie hier auf der Erde.
Lavaröhren entstehen, wenn die Oberfläche fließender Lava abkühlt und aushärtet, aber die darunter liegende Lava fließt weiter. Es ist wie ein eiskalter Fluss, der oben eine Eisschicht bildet, während das Wasser darunter weiterfließt. Die fließende Lava kann heiß bleiben und abfließen und eine Höhle hinterlassen. Dies geschieht auf der Erde und kann für Höhlenforscher sowohl eine Freude als auch eine Herausforderung sein.
Aber es ist auch auf dem Mond und auf dem Mars passiert und vielleicht überall wo es vulkanische Aktivität gab. Lavaröhren sind einzigartige Umgebungen. Sie können einen Unterschlupf für Leben bieten oder Beweise für mikrobielles Leben in der Vergangenheit sein, und sie können leicht zu beobachtende Aufzeichnungen über geologische Aktivitäten enthalten.
Dies ist die Hauptidee hinter einem Artikel mit dem Titel „ Kernkonzept: Lavaröhren könnten Zufluchtsorte für uraltes außerirdisches Leben und zukünftige menschliche Entdecker sein .“ Der Autor des Artikels ist Sid Perkins, ein auf Geowissenschaften spezialisierter Wissenschaftsjournalist, der auch über Planetenwissenschaften schreibt. Der Artikel ist in den Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) der Vereinigten Staaten von Amerika veröffentlicht.
Lavaröhren können sehr groß sein, manchmal viele Kilometer lang. Die längste Höhle, die wir auf der Erde kennen, ist die Kazamura-Höhle auf Hawaii. Es ist 65,5 Kilometer lang. Es ist auch das tiefste.
Die Kazamura-Höhle ist die längste Lavaröhre der Erde. Es weist die verräterische gewölbte Decke aus Lavaröhren auf, und der Boden war die Kruste eines ehemaligen Lavasees, der nach innen kollabierte, als der See abfloss. Bildnachweis: Von Dave Bunnell / Under Earth Images – Eigene Arbeit, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=48891612
Es gibt viele Beweise dafür, dass sich auf dem Mond und auf dem Mars Lavaröhren gebildet haben.
Im Jahr 2009 machte der Lunar Reconnaissance Orbiter der NASA Fotos von einem Oberlicht, das sich in eine Lavaröhre im Marius Hügel Region. Ein paar Jahre später entdeckte der indische Mondorbiter Chandrayaan-1 weitere Lavaröhren. Ziemlich schnell begannen sich die Leute darüber Gedanken zu machen, diese einzigartigen Landschaftsformen zu erkunden. Es gab auch einige Vermutungen über ihre Eignung zum Wohnen.
Das eingestürzte Himmelslicht auf einer Lavaröhre in der Marius Hills-Region des Mondes, aufgenommen vom Lunar Reconnaissance Orbiter der NASA. Bildquelle: NASA/GSFC
Ein Bild einer teilweise eingestürzten Lavaröhre in der Nähe des Mondäquators, aufgenommen vom indischen Mondorbiter Chandrayaan-1. Bildquelle: Indisches Zentrum für Raumfahrtanwendungen
Die ersten Hinweise auf Lavaröhren auf dem Mars stammen vom Viking Orbiter der NASA. Am Vulkan Alba Mons , in der Tharsus-Region des Mars, nahm Vikings Kamera ein Bild einer langen Röhrenform auf, die über der Oberfläche der Vulkanflanke extrudiert wurde. Dies ist fast unbestreitbar eine Lavaröhre.
Ein Bild einer Lavaröhre auf dem Mars Alba Mons vom Viking Orbiter der NASA. Bildquelle: NASA
Der Mars war einmal in seiner Vergangenheit nass und warm und hat möglicherweise Leben beherbergt. Im Laufe der Zeit wurde es seiner Atmosphäre und seines Wassers beraubt und wurde eiskalt. Aber wenn es dort Leben gegeben hätte, hätte es vielleicht Zeit gehabt, in die einzigen verbleibenden Nischen zu „wandern“, in denen es überleben konnte. Auf dem Mars könnte das Lavaröhren bedeuten.
Das macht sie zu so begehrten Explorationszielen.
„Wenn der Mars jemals Leben beherbergen sollte, ist er möglicherweise in ein solches Refugium gezogen, als sich der Planet entwickelte und die Oberflächenbedingungen immer rauer wurden“, schrieb Perkins in seinem Artikel. „Tatsächlich vermuten einige Forscher, dass mikrobielles Leben in den unterirdischen Häfen des Roten Planeten noch bestehen könnte. „Auf dem Mars und anderen Orten haben Lavaröhren das Potenzial, über Leben und Tod zu entscheiden“, sagte Pascal Lee, ein Planetenforscher am NASA Ames Research Center in Mountain View, Kalifornien.
Aber die Erforschung dieser Röhren ist mühsam. Dies müsste zumindest anfangs per Roboter erfolgen. Welcher Astronaut würde gerne in eine Lavaröhre auf dem Mars klettern, ohne zu wissen, wie stabil und sicher er ist? Jeder, der bereit ist, dieses Risiko einzugehen, ohne zu verstehen, worauf er sich einlässt, würde es wahrscheinlich sowieso nicht durch das Astronautentraining schaffen.
Eine Illustration eines Längsschnitts einer Mars-Lavagrube. Dies sind potenziell gefährliche Umgebungen, die von Robotern besser erforscht werden können als von Menschen. Von Melissausburn – Eigenes Werk, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=31385296
Auch auf der Erde sind Höhlen gefährlich. Sie zu erkunden erfordert spezielle Fähigkeiten. Das Leben eines Astronauten zu riskieren, kommt wahrscheinlich nicht in Frage.
Aber was für ein Roboter könnte das tun?
Der beste Zugang zu diesen Lavaröhren führt über sogenannte „Oberlichter“. Das ist eine Öffnung oben in der Röhre, wo die Decke eingestürzt ist. Das ermöglicht den Zugang zum Rohr ohne problematische und komplizierte Bohrmanöver.
Laura Kerber ist Geologin am Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena, Kalifornien. Kerber und ihre Kollegen schlugen vor, mit einem Abseilroboter die Lavaröhren auf dem Mond zu erkunden, und dasselbe könnte auf dem Mars funktionieren. Der Roboter-Explorer heißt der Mondtaucher .
Der Moon Diver ist ein großartiges Konzept. Es besteht aus einem Rover und einem Lander. Ein Präzisionslandesystem würde das Fahrzeug an die Oberfläche bringen, nahe an seinem Ziel. Der Rover ist mit dem Lander verbunden, und wenn der Rover zum Oberlicht rollte, würde er seine Verbindung ausspielen. Am Oberlicht angekommen, senkte sich der Rover langsam in das Loch und auf den Boden der Lavaröhre.
Vier Panels aus einer Videopräsentation zum Moon Diver-Konzept. Von links nach rechts: Rover wird vom Lander aus eingesetzt, Rover seilt sich in das Loch ab, mit der Erde im Hintergrund, der Rover hängt frei, während er auf den Boden abgesenkt wird. Obwohl das Konzept entwickelt wurde, um den Mond zu erforschen, würde etwas Ähnliches wahrscheinlich auf dem Mars funktionieren. Bildquelle: KISSCaltech
Aber egal, ob es sich um den Moon Diver, einen Mars Diver oder ein ähnliches Konzept handelt, das Wichtigste ist, was er sieht, sobald er drin ist.
Die Wände von Lavaröhren können alle Arten von Beweisen für die Geschichte der Welt enthalten, auf der sie sich befinden, die auf andere Weise einfach nicht zu erreichen sind.
Als die Apollo-Astronauten den Mond besuchten, bohrten sie nie tiefer als etwa 2,9 Meter (9,5 Fuß). Aber die Wände von Oberlichtern und Röhren auf dem Mond können Dutzende Meter dick sein. Der Mars wird ähnlich sein, vielleicht sogar noch exponierter.
Ausgeprägte geologische Schichten werden einer einfachen Untersuchung ausgesetzt. Die Wände von Lavaröhren könnten Hinweise auf Lavaströme, auf Zeiten intensiver Meteoriteneinschläge und mehr aufweisen. Die Untersuchung dieser Mauern kann auch Licht in die Geschichte der Erde bringen.
Die Erde ist ein sehr aktiver Planet, und viele alte Beweise werden durch all die geologische Aktivität und Erosion einfach ausgelöscht. Wenn Lavaröhrenwände auf dem Mond Beweise für anhaltende Meteoriteneinschläge aufweisen – wie eine gut definierte Schicht aus pulverisiertem Gestein – kann diese Schicht datiert werden. Mit diesen Beweisen können wir schließen, dass zur gleichen Zeit dasselbe auf der Erde passiert ist.
Wenn wir jemals eine Robotermission zum Mars schicken, um Lavaröhren zu erkunden, wird es keinen Mangel an Zielen geben. Das Astrogeological Center des United States Geological Survey hat die Standorte von über 1.000 möglichen Höhleneingängen auf dem Mars gesammelt, von denen viele Lavaröhren-Oberlichter sind. Es heißt die Mars Global Cave Kandidatenkatalog.
Viele der Höhlenöffnungen und Lavaröhren-Oberlichter, die die USGS auf dem Mars identifiziert hat, befinden sich in der postvulkanischen Region Tharsis. In diesem Bild ist jeder rote Punkt ein Kandidateneingang. Bildquelle: USGS/Mars Global Cave Candidate Catalog.
Wenn der moderne Mars Hinweise auf seine uralte Bewohnbarkeit enthält, könnten diese Lavaröhren der vielversprechendste Ort sein, um danach zu suchen. Tief unter der Erdoberfläche hat das uralte einfache Marsleben möglicherweise seinen letzten Stand gemacht. Dort unten wäre es vor kosmischer Strahlung und schädlichen Partikeln der Sonne geschützt gewesen, die ungehindert von einer schützenden Atmosphäre auf den Planeten herabströmte.
Das junge Sonnensystem war ein viel chaotischerer Ort, als der alte Mars warm und nass war. Große Meteoriteneinschläge waren häufiger, und Lavahöhlen könnten auch davor Zuflucht gefunden haben.
Geschützte Höhlenwände könnten der beste Weg sein, um Beweise für vergangenes Leben auf dem Mars zu finden. Wie Perkins in seinem Artikel schreibt, „könnten solche Anzeichen organische Chemikalien sein, die bei bestimmten Lichtwellenlängen fluoreszieren könnten. Oder sie könnten sichtbare Überreste von Biofilmen sein, die von Mikrobengemeinschaften gebildet wurden. Oder wenn solche offensichtlichen Lebenszeichen fehlen, könnten andere Anzeichen von vergangenem Leben – wie versteinerte Mikrobenfilamente oder sogar fossile Zellen – in Mineralien auftauchen, die sich an Höhlenwänden gebildet und dann erhalten wurden.“
Mit jeder folgenden Robotermission zum Mars werden unsere Missionsdesigns verfeinert. Mit zunehmendem Verständnis des Mars werden wir besser darin, bestimmte Gebiete auszuwählen und Missionen zu entwerfen, um bestimmte Fragen zu untersuchen. Der nächste Mars-Rover der NASA, Perseverance, ist unterwegs Kratersee nach Zeichen des alten Lebens zu suchen. Dieser Standort wurde nach einem strengen Auswahlverfahren ausgewählt.
Ist es nur eine Frage der Zeit, bis eine Mission zur Erkundung von Lavaröhren gesendet wird? Wahrscheinlich. Und wie immer wird es faszinierend sein zu sehen, wie das Gespräch an Fahrt gewinnt. Es wird spannend sein zu sehen, welche Fahrzeuge und Technologien sich innovative Köpfe für die Mission einfallen lassen.
Und es wird faszinierend sein zu sehen, was sie in der vielleicht letzten Schanze des alten Marslebens entdecken.
Mehr:
- PNAS-Artikel: Kernkonzept: Lavaröhren könnten Zufluchtsorte für uraltes außerirdisches Leben und zukünftige menschliche Entdecker sein
- Universum heute: Dieses bizarre Bild ist ein 3D-Scan eines Höhlennetzwerks in Spanien. Diese Technologie könnte verwendet werden, um Lavaröhren auf dem Mond und dem Mars zu kartieren
- Universum heute: Schauen Sie hinunter in eine Grube auf dem Mars. Das eingebrochene Dach einer Lavaröhre könnte ein guter Ort zum Erkunden des Roten Planeten sein
