غارهای بزرگ در دنیاهای فرازمینی می توانند پناهگاهی برای حیات باشند

لوله‌های گدازه‌ای، بقایای فعالیت‌های آتشفشانی هستند که می‌توانند محلی برای شکل‌گیری حیات فرازمینی در سیاره‌های دیگر باشند.

ماگما پس از رسیدن به سطح زمین، به‌صورت گدازه جریان پیدا می‌کند. جریان‌های گدازه‌ای تماشایی هستند زیرا معمولا سنگ‌ها و تغییرات منحصر‌به فردی را به جای می‌گذارند؛ اما بخش زیادی از این شگفتی‌ها زیر زمین یا داخل لوله‌های گدازه‌ای مخفی شده‌اند.

لوله‌های گدازه‌ای، هدف‌های بسیار مطلوبی برای اکتشاف در دنیاهای فرازمینی هستند. لوله‌های گدازه‌ای زمانی شکل می‌گیرند که سطح گدازه‌‌ای سرد و سفت می‌شود؛ اما گدازه‌ها زیر این سطح سفت همچنان در جریان هستند. دقیقا مانند رودخانه‌ی منجمدی که آب زیر سطح یخی آن در جریان است. گدازه‌ها می‌توانند غارهایی را از خود به جای بگذارند. غارهای روی زمین به چالش و در عین حال لذتی برای غارنوردان تبدیل شده‌اند.

اما فرآیند فوق در ماه، مریخ و شاید در هر نقطه‌ی دیگری که فعالیت آتشفشانی وجود داشته باشد، رخ می‌دهد. لوله‌های گدازه‌ای، محیط‌های منحصر‌به فردی هستند. می‌توانند پناهگاهی برای حیات یا نشانه‌ای از حیات میکروبی گذشته باشند و شاید سوابقی از فعالیت‌های زمین‌شناختی هم در آن‌ها دیده شود.

لوله‌های آتشفشانی، موضوع اصلی مقاله‌ای با این عنوان است: «مفهوم اصلی: لوله‌های گدازه می‌توانند پناهگاهی برای حیات فرازمینی و کاوش‌های انسانی آینده باشند». مؤلف این مقاله سید پرکینز، روزنامه‌نگار علمی متخصص در علوم زمین است. این مقاله در مجله‌ی PNAS (آکادمی ملی علوم) ایالات متحده‌ی آمریکا منتشر شد.

لوله‌های گدازه‌ای می‌توانند بسیار بزرگ باشند؛ به طوری که طول آن‌ها به چندین کیلومتر برسد. طولانی‌ترین لوله‌ی گدازه‌ای شناخته‌شده در زمین غار کازامورا در هاوایی به طول ۶۵.۵ کیلومتر است. همچنین شواهد زیادی برای شکل‌گیری لوله‌های گدازه‌ای روی ماه و مریخ وجود دارد.

در سال ۲۰۰۹، مدارپیمای اکتشافی قمری ناسا، تصاویری هوایی از لوله‌‌ای گدازه‌ای در منطقه‌ی ماریوس هیلز به ثبت رساند. چند سال بعد، مدارپیمای قمری چاندرایان ۱ هند، لوله‌های گدازه‌ای بیشتری را رصد کرد. به این ترتیب، نظر بسیاری از دانشمندان به بررسی این لوله‌های منحصر‌به فرد جلب شد. همچنین طبق حدس و گمان‌ها این لوله‌ها مکان‌های خوبی برای شکل‌گیری حیات هستند.

اولین شواهد لوله‌های گدازه‌ای در مریخ از مدارپیمای وایکینگ ناسا به دست آمدند. دوربین وایکینگ در آتش‌فشان آلبا مونز در منطقه تارسوس مریخ، تصویری از شکلی لوله‌ای شکل را ثبت کرد که تا بالای سطح روی دیواره‌ی آتشفشان رشد کرده بود. این تصویر قطعا نشان‌دهنده‌ی لوله‌ای گدازه‌ای بود.

مریخ هم گذشته‌‌ای گرم و مرطوب داشته و احتمالا زمانی میزبان حیات بوده است. جو مریخ به مرور زمان رقیق شد و آب‌های سطح آن تبخیر شدند تا جایی که به سیاره‌ای خشک و منجمد تبدیل شد؛ اما هنوز هم احتمال حیات در برخی نقاط سیاره وجود دارد. این نقاط در مریخ همان لوله‌های گدازه‌ای هستند. لوله‌های گدازی اهداف خوبی برای کاوش‌های آینده هستند. به گفته‌ی پرکینز:

اگر مریخ زمانی میزبان حیات بوده باشد، به دلیل تکامل و دشوار شدن شرایط، می‌توان علائم حیات را در برخی نقاط پیدا کرد. به عقیده‌ی برخی پژوهشگرها، حیات میکروبی ممکن است در غارهای زیرزمینی این سیاره ساکن شده باشد.

به گفته‌ی پاسکال لی، پژوهشگر سیاره‌ای مرکز پژوهشی ایمز ناسا: «لوله‌های گدازه‌ای مریخ و سیاره‌های دیگر، می‌توانند مرز بین مرگ و زندگی باشند.» اما بررسی و کاوش لوله‌های گدازه‌ای کار ساده‌ای نیست. بهتر است حداقل در ابتدا یک ربات این وظیفه را بر عهده بگیرد. چگونه یک فضانورد می‌تواند بدون دانستن میزان پایداری و ایمنی لوله‌های گدازه‌ای، وارد آن‌ها شود؟ اگر هم شخصی بدون دانستن شرایط، حاضر به پذیرفتن چنین ریسکی باشد، شاید به درستی آموزش‌های فضانوردی را نگذرانده است.

حتی غارهای روی زمین هم خطرناک هستند. غارنوردی مستلزم مهارت‌های ویژه‌ای است. به خطر انداختن زندگی فضانوردان یکی از بعید‌ترین و غیرمنطقی‌ترین احتمالات است؛ اما چه نوع رباتی قادر به انجام این مأموریت است؟ بهترین روش برای ارزیابی لوله‌های گدازه‌ای، نورگیرها هستند. نورگیرها حفره‌ها و راه ورودی بالای سقف لوله هستند که قبلا دچار فروپاشی شده‌اند. از طریق نورگیرها می‌توان بدون نیاز به مانورهای حفاری پیچیده و مشکل‌ساز به لوله‌های گدازه‌ای دسترسی پیدا کرد.

دیواره‌های لوله‌های گدازه‌ای می‌توانند نشانه‌هایی از حیات گذشته‌ی مریخ را در خود داشته باشند

لارا کربر، زمین‌شناس آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا در پاسادنا است. کربر و همکاران او ربات کششی را برای اکتشاف لوله‌های گدازه‌ای ماه پیشنهاد می‌دهند. نام اکتشاف‌‌گر پینشهادی Moon Diver است. مون دایور، طرح مفهومی برجسته‌ای است. این مأموریت از یک سطح‌نورد و یک سطح‌نشین تشکیل شده است. سیستم سطح‌نشین دقیق، تجهیزات لازم را نزدیک به هدف فرود می‌آورد. سپس سطح‌نورد که به سطح‌نشین وصل است به سمت قسمت نورگیر لوله‌ی گدازه‌ای حرکت می‌کند. سطح‌نورد به آهستگی وارد حفره‌ی نورگیر می‌شود و سپس داخل لوله‌ی گدازه‌ای حرکت می‌کند.

اما صرف‌نظر از اینکه ربات موردنظر، Moon Diver، Mars Diver یا طرح مشابهی باشد، مشاهدات ربات اهمیت زیادی دارند. دیواره‌های لوله‌های گدازه‌ای می‌توانند شواهدی از تاریخچه‌ی سیاره‌ی مورد نظر را داشته باشند.

وقتی فضانوردان آپولو به بازدید از ماه پرداختند، نتوانستند بیش از ۲/۹ متر حفاری کنند؛ اما دیواره‌های نورگیرها و لوله‌های ماه می‌توانند ده‌ها متر ضخامت داشته باشند. مریخ هم به همین شکل است. لایه‌های مجزای زمین را می‌توان به‌آسانی بررسی کرد. دیواره‌های لوله‌های گدازه‌ای شواهدی از دوره‌های مختلف جریان‌های گدازه‌ای را در خود دارند که می‌توانند شامل برخورد شهاب‌سنگ‌ها و رویدادهای دیگر باشند. بررسی این دیواره‌ها می‌تواند به توصیف تاریخچه‌ی زمین هم کمک کنند.

زمین سیاره‌ی بسیار فعالی است و بسیاری از شواهد زمین‌شناسی آن به دلیل فرسایش و فعالیت‌های زمین‌شناختی از بین‌ رفته‌اند. اگر دیواره‌های لوله‌های گدازه‌ای ماه، شواهدی از دوره‌های پایدار برخوردهای شهاب‌سنگی مثل لایه‌ای مشخص از سنگ‌های ساییده شده را بدهند، می‌توان قدمت لایه را تعیین کرد.

با توجه به شواهد، می‌توان نتایج را به زمین هم تعمیم داد. همچنین لازم است کاوشگری رباتیک با هدف بررسی لوله‌های گدازه‌ای به مریخ فرستاده شود. مرکز اخترزمین‌شناسی ایالات متحده موقعیت بیش از ۱۰۰۰ ورودی بالقوه‌ی غار در مریخ پرداخته است که بسیاری از آن‌ها نورگیرهای لوله‌های گدازه‌ای هستند. به این مجموعه کاتالوگ منتخب جهانی غارهای مریخ گفته می‌شود.

اگر مریخ کنونی، سرنخ‌هایی از سکونت‌پذیری گذشته را داشته باشد، امید‌بخش‌ترین موقعیت جست‌وجوی این نشانه‌ها را می‌توان لوله‌های گدازه‌ای دانست. احتمال رسیدن به حیات مریخی ساده در اعماق سطح این سیاره وجود دارد؛ زیرا در این نقاط، حیات از پرتوهای کیهانی و ذرات مخرب خورشید در امان است.

منظومه‌ی شمسی در اوایل حیات خود محیطی بی‌نظم بود. مریخ در آن زمان سیاره‌‌ای مرطوب و گرم بود. در این دوران برخوردهای شهاب‌سنگی بزرگی رخ دادند و غارهای گدازه‌ای شکل گرفتند. دیواره‌های محافظت‌شده‌ی غارهای گدازه‌ای می‌توانند بهترین موقعیت برای ردیابی شواهد حیات کهن در مریخ باشند. پرکینز در مقاله‌ی خود می‌نویسد:

علائم حیات می‌توانند شامل مواد شیمیایی زیستی باشند که زیر طول موج‌های مشخصی، می‌درخشند. یا می‌توانند بقایای واضحی از لایه‌های زیستی باشند که بر اثر تجمعات میکروبی ایجاد شده‌اند. حتی اگر چنین علائمی هم وجود نداشته باشند، علائم دیگری مثل لایه‌های میکروبی فسیلی یا سلول‌های فسیلی در مواد معدنی دیواره‌های غار پیدا می‌شوند.

با هر بار موفقیت مأموریت‌های رباتیک در مریخ، طرح مأموریت‌ها بهبود پیدا می‌کنند. درک دانشمندان از مریخ افزایش پیدا خواهد کرد و با انتخاب ناحیه‌های بهتر می‌توانند مأموریت‌هایی را برای پاسخ‌ به پرسش‌ها طراحی کنند. استقامت، مریخ‌نورد بعدی ناسا قرار است برای جستجوی علائم حیات به دهانه‌ی جزرو سفر کند. این ناحیه پس از فرآیندی دقیق انتخاب شده است. ارسال کاوشگر به لوله‌های گدازه‌ای به زمان بستگی دارد. در این مدت طراحان می‌توانند طرح‌ها و فناوری‌های نورآورانه‌ای را برای این مأموریت‌ها پیشنهاد دهند.