地球上の溶岩洞は月と火星の生命への備えになる可能性がある

ニール・アームストロングが初めて月面に足を踏み入れて以来、科学者たちは月面に潜在的なコロニーを形成するというアイデアを検討してきた（さらに最近では、火星に生命の存在の可能性がある兆候を発見している）。しかし、極端な温度変動、宇宙放射線、微小隕石シャワー（俗に「 」として知られる）は、月と火星の両方の人類による発掘に課題をもたらしている、と欧州宇宙機関（ESA）のフランチェスコ・サウロ博士は書いている。しかし、宇宙生物学者は、これらの過酷な要素からの自然の避難所として機能する可能性のある気の利いた地質構造、つまり溶岩洞を探索している最中です。

溶岩洞とは何ですか?

パドバ大学地球科学部のリッカルド・ポッツォボン博士は、「溶岩洞は、流れる溶岩によって削られ、最終的には排出され、地下に空洞が残る洞窟である」と電子メールで述べた。ポゾボンは溶岩洞に来ました。

溶岩洞の形成にはさまざまな種類がありますが、これらの洞窟は多くの場合、火山の側面のような斜面を流れ落ちる液体の一種である玄武岩質溶岩から形成されます。リシャール・レヴェイレ博士は、熱い溶岩流の最外側部分が冷たい空気に触れると急速に冷えて、硬化した地殻を形成すると説明する。レヴェイレ氏は、マギル大学地球惑星科学部の非常勤教授であり、マギル宇宙研究所のメンバーでもあります。しかし、液体の溶岩は、この新しく固まった表面の下の水路を水のように流れ続けます。ある時点で、その液体の溶岩は流出し、地表の下で冷えて、曲がりくねったチューブ状の構造を形成します。ブーム — 溶岩洞が誕生します。

「そして、私たちが知っているこの種の溶岩は、月と火星で噴出したものです。ですから…月と火星で溶岩洞が見つかると予想されます」とレヴェイユ氏は言う。

地球外溶岩洞

地質学者はハワイやアイスランドの火山地帯からの溶岩洞を知っていますが、溶岩洞が月や火星にも存在する可能性があることを示す高解像度画像のおかげで、宇宙生物学コミュニティ内でも注目の商品となっています。たとえば、宇宙航空研究開発機構（JAXA）の宇宙船「SELENE/かぐや」が撮影した、マーレ・インゲニとして知られる月の地形で崩壊の可能性がある溶岩洞を撮影した写真を見てみましょう。 2009 年、JAXA はまた、火山地域で深さ約 262 ～ 295 フィート (80 ～ 90 メートル) の垂直の穴 (おそらく月の溶岩洞) を発見しました。

のような溶岩洞と考えられる多くの場所は、「」または曲がりくねった水路の存在によって検出されます。そしてつい最近、SETI研究所は、NASAの月偵察軌道船(LRO)から得た画像を使用して、月の北極近くのフィロラウス・クレーターに「天窓」または溶岩洞の開口部の可能性があることを発見した。

しかし、溶岩洞は難しい仕事です。これらの地下生息地の特定においては、科学技術が依然として追い上げを続けています。 「主な困難は、溶岩洞が本質的に地下構造であるという事実に起因する。地下構造を直接測定できる機器はほとんどない」とトレント大学リモートセンシング研究所（RSLab）のレオナルド・カレール氏は電子メールで述べた。しかし、カレール氏のチームは技術を最新化し、将来的にこれらの月の洞窟に人類が定住できるよう取り組んでいる。この技術には、「独自の電磁的特徴」に基づいて軌道上から溶岩洞を検出できるレーダーを使用し、「低周波電磁波で月面下を探査し、反射信号を測定」することが含まれる。反射により、形状、サイズ、組成などの溶岩洞の特徴についての洞察が得られます。

しかし、一つだけ明らかなことがある。月や火星の溶岩洞は、自然の潜在的な生息地として非常に貴重であり、少なくとも、宇宙ミッションの合間の便利な保管場所として機能します。 「これらの空隙がアクセス可能であれば、人間の居住だけでなく、物資の保管場所としても利用できる可能性があります」とポッツォボン氏は言う。

地球の溶岩洞を使って他の惑星の生命を探索する

一方、地球に戻った科学者たちは、小さな洞窟ダイビングを通じて、月と火星への将来のミッションに備えています。パンゲアは、ヨーロッパの宇宙飛行士が他の惑星を探索する準備をするために欧州宇宙機関によって開発されたプログラムです。そのプロジェクトの 1 つは、スペインのランサローテ島にある長さ 4.9 マイル (8 km) のコロナ溶岩洞に関するものです。パンゲアのコース設計者であるサウロ氏によると、チームは溶岩洞の高度なマッピングに取り組み、「地球上で最も完全な溶岩洞の 3D モデルを…ミリ単位の精度で」作成したという。彼らはまた、これらの溶岩洞を移動する最適な方法を特定するために新しいロボットや探査機をテストしており、その過程で他の惑星の溶岩洞への侵入に関連する課題についての理解を深めています。

他の研究者も、カリフォルニア州の溶岩層国定記念物に焦点を当てて、溶岩洞の微生物学の調査に興味を持っています。カナダ宇宙庁から資金提供を受けて責任者を務めるレヴェイエ氏は、彼のチームが微生物の生息地として溶岩洞を調査することを検討していると述べ、微生物は特定の鉱物を通じて痕跡や「生体痕跡」を残し、かつて生命が存在したことを示す可能性があると述べた。赤い惑星で。 「そしてもちろん、大きな疑問は、『地球上では非常に不規則な（火星の）溶岩洞洞窟にどうやって入ることができるのか？』ということです」とレヴェイユ氏は言う。

では、地球上の溶岩洞と、月や火星の溶岩洞の違いは何でしょうか?そうですね、まず重力です。ポゾボン氏は、月の表面の下に「巨大な地下空隙」、つまり潜在的な溶岩洞を検出したというミッションを引用している。彼は、月や火星の低重力が溶岩洞のサイズにどのように大きな影響を与えるかを説明します。火星の管は幅 820 フィート (250 メートル) まで伸びることがあり、月の管は直径 3,281 フィート (1 キロメートル) 以上にも達することがあります。ポゾボン氏は、重力が低いことによるもう一つの重要な効果について指摘している。これにより、これらのチューブの屋根が安定し、特に月面での崩壊が少なくなり、それによって人間の居住にとってより安全な住居が実現する可能性がある。しかし、それ以外の点では、地球上の溶岩洞は、月や火星の溶岩洞と組成や構造がかなり似ており、研究者にとって優れた参照点として役立ちます。

月の洞窟、そして人類の定住の可能性について、多くの人々が興奮しています。ホワイトハウスでさえ、近い将来の月面植民地獲得に名乗りを上げている。そして、火星の洞窟に生命が存在していたのか、それともまだ繁栄しているのかを解明できる可能性は、宇宙探検家にとって興味深いものです。しかし、火星人が火星の溶岩洞の周りをうろうろしているのが見つかるかどうか疑問に思っているなら、微生物の数を数えない限り、答えはおそらくノーだろう。放射線、乾燥した環境、極寒の気温により、地球はほとんどの生命体にとって住みにくいものとなっています。 「生命の明白な兆候はないため、ほとんどの科学者は、地下に生命が存在する場合、その形態は微生物または細菌であることに同意するでしょう」とレヴェイレ氏は言う。