Los tubos de lava marcianos son cavernas volcánicas en Marte que se cree que se forman como resultado de flujos de lava basáltica de rápido movimiento asociados con el vulcanismo en escudo . [1] Los tubos de lava generalmente se forman cuando la superficie externa de los canales de lava se enfría más rápidamente y forma una corteza endurecida sobre los flujos de lava subterráneos. [2] El flujo finalmente cesa y se drena fuera del tubo, dejando un espacio vacío en forma de conducto que generalmente está varios metros debajo de la superficie. Los tubos de lava generalmente se asocian con lava pahoehoe extremadamente fluida . [3] La gravedad en Marte es aproximadamente el 38% de la de la Tierra, lo que permite que los tubos de lava marcianos sean mucho más grandes en comparación.
Los tubos de lava y las estructuras de flujo relacionadas se reconocieron por primera vez al examinar las imágenes del orbitador Viking , y luego se identificaron utilizando imágenes de los orbitadores Mars Odyssey , Mars Global Surveyor , Mars Express y Mars Reconnaissance Orbiter . [2] Los tubos de lava se pueden detectar visualmente de dos maneras. La primera es como canales sinuosos largos conocidos como riles , que se cree que son los restos de tubos de lava colapsados. El segundo método de posible identificación es a través de la observación de "tragaluces" de cuevas o cráteres de pozo , que aparecen como características oscuras, casi circulares en la superficie de Marte. [2] [3] En junio de 2010, un grupo de estudiantes de ciencias de séptimo grado en Evergreen Middle School en Cottonwood, California , que participaban en el Mars Student Imaging Project , ayudaron a los investigadores a descubrir una nueva serie de tubos de lava cerca de Pavonis Mons a través de la identificación de un tragaluz estimado en 190 × 160 metros de ancho y al menos 115 metros de profundidad. [4] Es el segundo lucernario conocido asociado a este volcán. [4] Además de las imágenes orbitales, los tubos de lava se podrían detectar mediante el uso de:
Ha habido un creciente interés en la identificación e investigación de los tubos de lava porque podrían presentar a los científicos información sobre las historias geológicas, paleohidrológicas y supuestas biológicas del planeta. [5] Al hablar sobre los tubos de lava lunares , el Dr. William "Red" Whittaker , director ejecutivo de Astrobotic Technology , afirma que "algo tan único sobre los tubos de lava es que son el único destino que combina la trifecta de ciencia, exploración y recursos". [6] El acceso a secciones no colapsadas de tubos de lava se puede hacer ingresando al final de un surco , a través de tragaluces o perforando o haciendo explosiones a través del techo de un tubo de lava. [3] La exploración inicial de los tubos de lava puede involucrar rovers , pero con desafíos difíciles. Los tragaluces tradicionales tienen grandes pilas de escombros directamente debajo de ellos (como se ve en la primera figura) que serían un obstáculo para el rover. También habría que tener en cuenta la caída vertical que tendría que realizar el rover, así como la capacidad del rover de permanecer en comunicación con los activos en la superficie o en órbita. [7]
La gravedad en Marte es aproximadamente el 38% de la de la Tierra, [8] lo que permite que los tubos de lava marcianos sean mucho más grandes en comparación. [9] Los tubos de lava representan ubicaciones privilegiadas para la observación directa de lechos rocosos prístinos donde se podrían encontrar claves para la historia geológica, paleohidrológica y posible biológica de Marte. La superficie de Marte experimenta fluctuaciones extremas de temperatura y recibe una gran cantidad de radiación ionizante debido a la falta de un campo magnético y la delgada atmósfera del planeta , que es aproximadamente una centésima (o 1 por ciento) del espesor de la de la Tierra. La delgada atmósfera permite que Marte irradie energía térmica con mayor facilidad, por lo que las temperaturas cerca del ecuador pueden llegar a 21 °C (70 °F) durante un día de verano, y luego bajar a −73 °C (−99 °F) por la noche. [10] Las condiciones del subsuelo de Marte son mucho más benignas que las de la superficie, lo que lleva a los investigadores a creer que si existiera (o existiera) vida en Marte, lo más probable es que se encontrara en estos entornos más hospitalarios. [11] Las formas de vida no solo estarían protegidas de las altas temperaturas de la superficie y la radiación ultravioleta, sino también de las tormentas de viento y el polvo del regolito . [1] Los tubos de lava marcianos podrían atrapar sustancias volátiles como el agua, que se considera esencial para la vida, y también pueden contener depósitos de hielo antiguo, ya que el aire frío puede acumularse en los tubos de lava y las temperaturas se mantienen estables. [3] La capacidad de aprovechar estos depósitos puede proporcionar una visión espectacular de la paleoclimatología y las historias astrobiológicas de Marte. [2]
El descubrimiento de los tubos de lava marcianos tiene implicaciones para la posibilidad de vida pasada o presente en Marte .
Las historias magnéticas y climáticas de Marte y la Tierra son extremadamente diferentes y habrían determinado en gran medida la evolución de ambas biosferas. Hace unos cuatro mil millones de años, la dinamo marciana dejó de funcionar tras un período propuesto en el que existió un océano de Noé de larga duración y en el que pudo haber existido vida en la superficie. Un aumento repentino e intenso de partículas solares eliminó la protección atmosférica e hidrológica, lo que provocó que la atmósfera se hiciera más delgada y que el agua se retirara de la superficie. En ese momento, la vida pudo haber buscado refugio en entornos subterráneos como tubos de lava. [5]
Una amplia gama de organismos pueden haber sobrevivido en el subsuelo, como los quimiolitotrofos y los litoautótrofos , y ciertos extremófilos como los halófilos o los psicrófilos . [5] Se ha descubierto que los microbios encontrados en la Tierra prosperan en temperaturas cercanas al punto de congelación y aire con muy poco oxígeno. Esto permite a los investigadores creer que los organismos pueden vivir en situaciones extremas similares a las de Marte, donde las temperaturas son más frías y hay menos oxígeno disponible. [12] Los minerales volcánicos encontrados en los tubos de lava podrían proporcionar una rica fuente de nutrientes a los organismos quimiosintéticos . [1] Los científicos también están interesados en obtener acceso a los tubos de lava marcianos porque podrían brindar información sobre los procesos que llevaron a la vida en la Tierra, ya que el registro geológico de las rocas está mejor conservado en Marte. [13]
El interior de los tubos de lava, junto con otras cavidades subterráneas, podría resultar ser un lugar privilegiado para futuras misiones tripuladas a Marte, al proporcionar refugio para los hábitats. [1] Estas cavernas naturales tienen techos que se estima que tienen decenas de metros de espesor, lo que brindaría protección contra las condiciones extremas que se experimentarían en la superficie. [3] El hábitat estaría protegido de la radiación solar , los micrometeoritos, las fluctuaciones extremas de temperatura (se cree que la temperatura ambiente es estable en los tubos de lava), los vientos y las tormentas de polvo de regolito que podrían representar una amenaza para la salud humana y la tecnología. Estos refugios naturales también reducirían la masa de carga útil aterrizada para misiones tripuladas, lo que sería económicamente ventajoso. [1]
