Σπήλαια και άνθρωπος: Καταφύγια στην προϊστορία και στη διαστημική εποχή. Μέρος Δ’

Σπήλαια στο διάστημα.

Άρης – Σελήνη.

Δομές που έχουν χαρακτηριστεί ως σπήλαια έχουν εντοπιστεί στη Σελήνη, στον Άρη, στην Αφροδίτη, στον Ερμή και την Ιώ του Δία, το πιο δραστήριο ηφαιστειακά σώμα του ηλιακού μας συστήματος. Τα σπήλαια του διαστήματος είναι ηφαιστειακά και συγκαταλέγονται στους βαραθρώδεις κρατήρες και στις στοές λάβας. Στοιχεία που υποδηλώνουν την ύπαρξη στοών λάβας στη Σελήνη και στον Άρη είναι οι κυματοειδείς αύλακες (sinuous rilles) και οι αλυσίδες «φεγγιτών (skylights)». 

Οι κυματοειδείς αύλακες ερμηνεύονται ως τμήματα αγωγών λάβας που έχουν κατακρημνιστεί ενισχύοντας την υπόθεση ύπαρξης σπηλαίων κάτω από τα αλώβητα τμήματα.

Οι αλυσίδες φεγγιτών υποτίθεται ότι είναι τοπικές κατακρημνίσεις της οροφής ενός αγωγού και συνήθως είναι ελλειψοειδείς στην κάτοψή τους με το μικρό άξονα της έλλειψης κάθετο στη διεύθυνση του αγωγού.  

Οι δομές αυτές φαίνεται πως ξεκινούν από ηφαίστεια.

Οι προστατευτικές ιδιότητες των σπηλαίων για ό,τι περιέχεται στο εσωτερικό τους τα καθιστούν ιδιαίτερα γοητευτικά στη σκέψη των επιστημόνων που πιστεύουν ότι θα μπορούσαν να αποτελέσουν ταυτόχρονα:

Ασφαλή καταφύγια διαβίωσης, προφυλάσσοντας το προσωπικό και τις εγκαταστάσεις από ιονίζουσες ακτινοβολίες του διαστήματος (ακτινοβολίες βλαβερές για τον άνθρωπο υπάρχουν συχνά και στα σπήλαια από τη διάσπαση ραδιενεργών στοιχείων στα πετρώματα άρα θα πρέπει να συνεκτιμηθεί ο κίνδυνος), προσκρούσεις μικρομετεωριτών, τις ακραίες θερμοκρασιακές διακυμάνσεις του περιβάλλοντος και τη σκόνη.

Τόπους παροχής φυσικών πόρων, καθώς στο εσωτερικό τους μπορεί να υπάρχει πάγος, δηλαδή υδρογόνο και οξυγόνο, τα οποία χρησιμεύουν ως  αναπνεύσιμα αέρια μίγματα και καύσιμα. Επίσης, είναι πιθανό να υπάρχουν  πρώτες ύλες και ορυκτά χρήσιμα στην κατασκευή εγκαταστάσεων και τεχνολογικού εξοπλισμού.

Ιδανικά πεδία έρευνας, για την ηφαιστειακή δραστηριότητα και τους αντίστοιχους μηχανισμούς της σε αυτά τα ουράνια σώματα. Στον Άρη υπάρχουν ενδείξεις ότι ενδεχομένως στο παρελθόν να υπήρξε μικροβιακή ζωή αντίστοιχη των γήινων ακρόφιλων. Όταν ο πλανήτης έγινε αφιλόξενος οι υποτιθέμενες αυτές μορφές ζωής θα μπορούσαν να έχουν καταφύγει στα σπήλαια για την επιβίωσή τους. Ηφαιστειακά ορυκτά που συνήθως υπάρχουν στις στοές λάβας είναι πολύτιμα θρεπτικά συστατικά για τους χημειοσυνθετικούς και λιθοαυτότροφους οργανισμούς. Αλλά ακόμα και αν δεν έχουν καταφέρει να επιβιώσουν οι ίδιοι οι οργανισμοί, είναι δυνατό να διατηρούνται οι βιοϋπογραφές τους, χαρακτηριστικές αλλοιώσεις στα ορυκτά και στα πετρώματα που προκύπτουν από βιολογικές διεργασίες.  Η έρευνα στις στοές του Άρη θα μπορούσε να προσφέρει στοιχεία και για τις διεργασίες που οδήγησαν στην εμφάνιση της ζωής εδώ, στη Γη. 

Χρησιμοποιώντας όλα τα διαθέσιμα στοιχεία που έχουν αποστείλει οι διαστημοσυσκευές από τη Σελήνη και τον Άρη, επιστήμονες στη Γη προσπαθούν να εντοπίσουν στοές λάβας, να εξετάσουν τη μορφολογία τους και να συμπεράνουν τη στατικότητα τους. Προκειμένου να εκτιμήσουν τις διαστάσεις τους τις συγκρίνουν με ανάλογες δομές στη Γη. Τα μέχρι τώρα δεδομένα δείχνουν ότι οι γήινοι αγωγοί λάβας μοιάζουν με σκουληκότρυπες συγκρινόμενοι με αυτούς του Άρη και ακόμη περισσότερο της Σελήνης! Το βάθος των αυλακώσεων αντιστοιχεί περίπου στο επίπεδο του δαπέδου των αγωγών, δηλαδή το βάθος από την επιφάνεια του εδάφους στο οποίο έχουν διανοιχθεί. Στη Γη αυτό είναι 10 έως 30 μέτρα το μέγιστο. Στον Άρη είναι 20 με 80 μέτρα και μέγιστο 130 μέτρα στον Όλυμπο, το μεγαλύτερο γνωστό ηφαίστειο του ηλιακού συστήματος, ενώ στη Σελήνη γύρω στα 200 μέτρα.

Ο μικρός άξονας των ελλειψοειδών φεγγιτών αντιπροσωπεύει το πλάτος των αγωγών και από την ανάλυσή τους προκύπτει  ότι το πλάτος των αγωγών στη Γη κυμαίνεται από 10 – 30 μέτρα ενώ στον Άρη μεταξύ 250 – 400 μ. και στη Σελήνη από 500 – 1100 μ. Οι συνεπακόλουθες εκτιμήσεις γραμμικού όγκου (ο όγκος στοάς μήκους 1 μέτρου και αναλόγων λοιπών διαστάσεων) δείχνουν ότι οι στοές του Άρη έχουν 10 φορές (1 τάξη μεγέθους) μεγαλύτερο όγκο από τις γήινες και της Σελήνης 100 φορές (2 τάξεις μεγέθους)!

Οι διαστάσεις των αγωγών φαίνεται ότι εξαρτώνται από τη βαρύτητα και τον τρόπο που αυτή επηρεάζει τον ρυθμό έκχυσης, συμπεραίνουν οι επιστήμονες.

Μία ακόμα ενδιαφέρουσα διαφορά είναι η αναλογία ασυμμετρίας (το πλάτος της αυλάκωσης ή ο μικρός άξονας των φεγγιτών προς το βάθος τους, δείχνει την ελλειπτικότητα των διατομών των αγωγών). Η ελλειπτικότητα των στοών του Άρη είναι πολύ μεγάλη (αναλογία ασυμμετρίας 10 έως 15), της Γης (0,5 εως 4) σχετικά μικρή και της Σελήνης κάπου ενδιάμεσα (5 εως 7). Φαίνεται ότι η διόγκωση είναι ο πιο διαδεδομένος και σημαντικός μηχανισμός δημιουργίας αγωγών λάβας στον Άρη.  

Πηγές:
Francesco Sauro. Riccardo Pozzobon. Matteo Massironi.  Pierluigi De Berardinisa. Tommaso Santagata. Jo De Waele. Lava tubes on Earth, Moon and Mars: A review on their size and morphology revealed by comparative planetology. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0012825220303342

The Caves of Mars.
https://www.usgs.gov/news/caves-mars

ANTONIO J. PARIS, EVAN T. DAVIES, LAURENCE TOGNETTI, & CARLY ZAHNISER CENTER FOR PLANETARY SCIENCE. PROSPECTIVE LAVA TUBES AT HELLAS PLANITIA. LEVERAGING VOLCANIC FEATURES ON MARS TO PROVIDE CREWED MISSIONS PROTECTION FROM RADIATION.
https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/2004/2004.13156.pdf

J. W. Ashley. A. K. Boyd. H. Hiesinger. March 2011, Conference: 42nd Lunar and Planetary Science Conference, Project: Lunar Speleology. https://www.researchgate.net/publication/252890274_Lunar_Pits_Sublunarean_Voids_and_the_Nature_of_Mare_Emplacement

Loic Chappaz,Rohan Sood,Henry J. Melosh,Kathleen C. Howell,David M. Blair,Colleen Milbury,Maria T. Zuber, Evidence of large empty lava tubes on the Moon using GRAIL gravity. https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/2016GL071588

Turner, Ronald, Diniz, Cashen, The Natural Radiation Background in a Lunar Lava Tube. https://ttu-ir.tdl.org/handle/2346/74158

Με ενδιαφέρει η εξερεύνηση της Φύσης, του Διαστήματος, οι Επιστήμες, ιδιαίτερα η Φυσική και η Γεωλογία και η διάχυση της γνώσης στην κοινότητα. Είμαι σπηλαιοεξερευνητής, αυτοδύτης – σπηλαιοδύτης και αρθρογραφώ περιστασιακά για σχετικά θέματα.

Κώστας Μάγκος