8 Minutės
Įsivaizduokite plačius, atvėsusios lavos tunelius, vingiuojančius po Venuso svilinančiomis lygumomis — koridorius, šimtų metrų pločio ir aukščio, iškaltus iš tekėjimų, kurie juda po svetimu dangumi. Tokį vaizdą atskleidžia naujausi radaro tyrimai: planeta, kur žemesnė paviršiaus trauka ir spaudžianti atmosfera galėjo sudaryti sąlygas išlikti neįprastai dideliems lavos vamzdžiams. Šis atradimas plečia mūsų supratimą apie Veneros vulkanizmą, uolienų dinamika ir galimus požeminius tinklus, turinčius reikšmės tiek moksliniams, tiek praktiniams tyrimams.
Kodėl Venera palankesnė milžiniškiems lavos tuneliams
Lava Venaroje elgiasi kitaip nei Žemėje. Plikos aplinkybės — didžiulė atmosferos tankis ir mažesnė paviršiaus trauka — leidžia išlydytai uolienai greičiau formuoti storą, izoliacinę plutą vos tik ji išeina iš vulkaninio voko. Ši plutelė uždengia tekantį lavos srautą, veikia kaip dangtis ir leidžia vidiniam tekauliui išlikti skystam bei judėti toliau, kol šoninės ir viršutinės dalys atvėsta. Galiausiai vidus nusausėja arba nuteka, palikdamas tuščias pralaidas — lavos tunelius — kurie gali būti gerokai didesni nei panašios formacijos Žemėje.
Skirtingi veiksniai jungiasi: Veneros paviršiaus gravitacija yra maždaug 90 % Žemės, tačiau tanki atmosfera su dideliu slėgiu sumažina konvekciją ir spartina radiacinį bei kondukcinį šilumos paskirstymą iš lavos paviršiaus. Be to, Veneros temperatūros ir cheminių sąlygų derinys gali pakeisti lavos klampumą ir šalto krašto susidarymo spartą. Tai reiškia, kad kanalo stogas gali išsilaikyti ilgesnį laiką, o vamzdžio skerspjūviai gali būti reikšmingai didesni nei įprasti žemės analogai.
Geometrijos mastas, kurį rodo radaro duomenys, rodo, jog atviri angos arba "skylight" matmenys atitinka tunelio ertmę, kuri yra ir platesnė, ir aukštesnė už tipiškus Žemės lavos vamzdžius, ir dažnai viršija dydžius, prognozuotus Marso analogams. Masteliu tai priartėja prie didžiausių Mėnulio lavos tunelių, nustatytų remiantis paviršiaus požymių interpretacija. Toks reiškinys dera su platesniu modeliu: Veneroje randamos lavos vagos ir vulkaninės struktūros dažnai yra neįprastai didelės, palyginti su kitomis akmeninėmis planetomis.
Nuotoliniai stebėjimai atskleidžia atidarymą, arba skylight, kuris parodo ertmę po paviršiumi. Toks skylight leidžia atlikti matavimus ir įvertinti vamzdžio geometriją: profilio pločius, aukščius ir artimiausio aplinkos reljefo ryšį. Analizės rodo, kad tunelis po tuo skylight gali tęstis tolimesnėje požiūryje, o panašūs, greta esantys krateriai ir įgriuvos formacijos rodo, jog požeminė pralaida gali būti dalis didesnio tinklo, o ne izoliuotas reiškinys.
Šio tipo morfologija įtraukia ir kitus geologinius elementus — pavyzdžiui, ilgas lavos vagos, sutankėjęs tekėjimas, sluoksniuotumas ir netgi vėlesni erozijos požymiai — kurie kartu leidžia rekonstruoti kanalų raidą ir įvertinti jų stabilumą ilguoju laiko tarpsniu. Tai ypač svarbu, kai kalbame apie galimus 45 kilometrų ar ilgesnius ruožus, kurių nuoseklumą reikia patvirtinti aukštesnės raiškos duomenimis.
Reikšmė tyrimams ir būsimoms misijoms
"Dabartiniai stebėjimai leidžia žemėlapiuoti ir matuoti tik ertmės dalį prie skylight", paaiškina vienas iš tyrimo komandos narių, "tačiau reljefo morfologija ir šalia esantys panašūs įgriuvų kompleksai rodo, kad požeminė pralaida gali tęstis bent 45 kilometrus." Jei tai pasitvirtins, šie vamzdžiai nėra tik atsitiktiniai dariniai — jie gali būti dalis išvystytos, platios požeminės struktūros, saugančios reikšmingas vulkanines dalis.
Ilgi, nuoseklūs lavos tuneliai Venaroje galėtų pakeisti mūsų supratimą apie planetos vulkaninę infrastruktūrą ("vulkaninis vamzdynas") ir šiluminę evoliuciją. Tokios pralaidos veikia kaip efektyvūs šilumos pernešimo kanalai: jos leido lavai keliauti didelius atstumus, išlaikant temperatūrą ir energiją, o tai turi pasekmių modeliuojant Veneros litosferos ir mantijos sąveikas.
Praktinė reikšmė taip pat didelė. Ilgi, prieinami požeminiai urvai galėtų tapti natūraliomis apsaugos zonomis būsimiems paviršiniams tyrimo instrumentams ar net žmogaus valdomoms platformoms. Tokiuose vamzdžiuose būtų smarkiai mažesnis paviršinės radiacijos skvarbos lygis, stabilesnė temperatūra ir galimai apsauga nuo stiprių Veneros atmosferos sūkuravimų bei cheminio korozinio poveikio. Tai ypač aktualu, nes Veners turi labai agresyvią atmosferą, aukštą paviršinę temperatūrą (~735 K) ir slėgį (~92 bar), dėl kurių tradiciniai landeriai ir elektronika greitai sugenda.
Tačiau galimybė naudoti lavos tunelius kaip tyrimų stočių vietas susiduria su rimtomis inžinerinėmis ir operacinėmis problemomis: kaip nusileisti ir patekti į skylight'ai, kaip valdyti komunikaciją per tankią atmosferą, kaip užtikrinti konstrukcijų stabilumą ir prisitaikyti prie cheminių sąlygų. Atsakymai reikalauja novatoriškų sprendimų — tvirtų perėmimo sistemų, šilumos valdymo, ilgaamžių medžiagų ir autonominių robotų, galinčių dirbti uždaroje, aukštos temperatūros aplinkoje.
Patvirtinti tunelių ilgį ir tęstinumą reikia aštriau matančių akių. Būsimose misijose būtent tokie instrumentai ir bus naudojami. Europos kosmoso agentūros (ESA) misija EnVision ir NASA misija VERITAS planuoja išskirti pažangias radaro sistemas, kurios sukurs didesnio skiriamojo gebos paviršiaus žemėlapius. EnVision be to planuoja nešėti požeminio radaro garso jutiklį (subsurface radar sounder), galintį tirti kelis šimtus metrų po paviršiumi. Šie įrenginiai gali atskleisti užkastus kanalus net ten, kur skylight nematomas.
Radaras, ypač sintetinės apertūros radaras (SAR) ir žemės drebėjimų bei radijo bangų grįžtamojo signalo analizė, gali atskleisti subtilius paviršiaus tekstūros pokyčius, kurie rodo požemines ertmes. Požeminio radaro duomenys leidžia nustatyti slėpinius sluoksnius, tarpinius atspindžius ir horizontales inhomogenybes, kurios atitinka tuščias ar dalinai pripildytas erdves. Frekvenčių parinkimas yra svarbus: žemesnės dažnės giliau penetruoja, bet suteikia mažesnę erdvinę raišką, o aukštesnės dažnės suteikia detalumo, bet yra labiau sugeriamos tankios atmosferos ir paviršiaus sąlygų.
Jei ateities radarai patvirtins ilgas, nepažeistas lavos pralaidas, šis ženklas nulems keletą svarbių pamąstymų: (1) kaip Venera šalino energiją per geologinį laiką, (2) kokia buvo jos vulkaninės veiklos trukmė ir intensyvumas, (3) kokia turėtų būti mūsų misijų strategija — ar orientuotis į paviršiaus biologinius ženklus, ar į geologinį ir geocheminį kontekstą požemiuose.
Be to, toks atradimas suteiktų galimybę atlikti išskirtinius palyginimus tarp planetų: Žemės lavos vamzdžių, Mėnulio mare lavos tunelių ir Marso analogų struktūrų. Tyrinėjant formacijas skirtingose gravitacinėse ir atmosferinėse aplinkose galime geriau suprasti, kaip fizikinių konstantų bei medžiagų savybių skirtumai lemia kanalų geometriją, stabilumą ir gebėjimą transportuoti lavą. Tai svarbu ne tik planetų geologijai, bet ir inžineriniams sprendimams ateities misijoms.
Vis dėlto atminkime: dabartinis atradimas yra tik pirmasis skyrius platesnėje istorijoje apie Veneros požemį. Geresnis radaro raiškos lygis, tikslinės orbitinės praskridimai ir galimos būsimos paviršiaus misijos sukurs duomenis, kurie arba patvirtins didžiulį Veneros tunelių labirintą, arba paskatins perrašyti supratimą. Bet kuri iš išeičių praplės mūsų žinias apie karščiausią mūsų akmeninį kaimyną.
Techniniai aspektai, kuriuos verta toliau tirti, apima šiuos punktus:
- Detalesnė radaro interferometrija ir polarimetriniai matavimai, leidžiantys atskirti tekstūrinius paviršiaus pokyčius, susijusius su skylight'ais ir vamzdžių galvomis;
- Požeminio radaro garso įrangos spektrinis optimizavimas, kad būtų galima derinti prasiskverbimo gylį ir erdvinį detalumą;
- Termo-mechaniniai modeliai, įvertinantys stogo storio stabilumą, kol jis atvėsta, ir laipsninį įgriuvų susidarymą;
- Geomorfologiniai palyginimai su Žemės ir Mėnulio lavos vamzdžiais, siekiant nustatyti atskirų formacijų analogijas ir tolimesnius hipotezių testus;
- Inžinerinių koncepcijų kūrimas skylight'ų tyrimui: kaip saugiai nusileisti, įvesti robotus ir tęsti ilgalaikius stebėjimus.
Praturtindami šiuos techninius sprendimus moksliniais modeliais, astronomai ir planetologai galės sukurti nuoseklesnes hipotezes apie Veneros evoliuciją, lavos dinaminių procesų mastą ir galimus ilgalaikius saugomus požeminius rezervuarus. Visa tai padidins planetos žinomumą ir leis geriau suplanuoti ateities misijas, kurioms reikės didesnio patikimumo ir atsparumo Veneros ekstremalioms sąlygoms.
Galiausiai, šis atradimas pabrėžia vieną svarbią tiesą: net po tankiausia ir agresyviausia planeta gali slypėti struktūros, kurios yra ne tik geologiškai įdomios, bet ir praktiškai naudingos — nuo saugių stebėjimo vietų iki natūralių laboratorijų, kurios atskleistų, kaip vulkanizmas ir paviršiaus sąlygos sąveikauja per geologinius laikotarpius. Sekantys radarų apskridimai ir artėjantys misijų paleidimo etapai bus lemiami, norint peržengti pirmąjį skyrių ir atverti platesnį Veneros požeminio pasaulio naratyvą.
Šaltinis: scitechdaily
Palikite komentarą