Kopš seniem laikiem alas ir piesaistījušas cilvēkus, viņu tumsa ir pilna ar briesmām, bet noslēpums dziļumā piesaista gan Pitekantropu, gan mūsdienu zinātniekus, gan tūristus. Uz Zemes ir pētīti simtiem sauszemes un zemūdens alu, bet priekšā stāv grūtāks mērķis - alas uz citām planētām. Emuāru autors un kosmonautikas popularizētājs Vitālijs "Zaļais kaķis" Jegorovs runāja par to, kas gaida nākotnes kosmosa lolojumdzīvniekus.
Lielākā daļa zināmo Zemes alu veidojās erozijas rezultātā - iežu iznīcināšanas rezultātā, parasti ūdens un tajā izšķīdušo ķīmisko savienojumu ietekmē. Šādas alas sauc par karsta alām. Vulkāniskajos apgabalos ir plaši izplatīti lavas izcelsmes pazemes dobumi - kupoli un caurules. Atšķirībā no karsta alām, kuru veidošanās prasa tūkstošiem vai miljonu gadu, vulkāniskās alas veidojas diezgan ātri izvirduma un aktīvas lavas izliešanas periodā.
Vulkāniskās alas
Lavas caurule ir garš, dabiski sastopams tunelis, dažreiz līdz desmitiem kilometru garš, ar līdzenu grīdu un velvētiem griestiem. Caurule veidojas diezgan šķidras un viskozas bazalta lavas izvirduma laikā. Izkliedējot no avota, lavas plūsma sāk atdzist, un augšējā garoza vispirms sacietē, zem kuras plūsma turpinās. Sakarā ar vulkānisko gāzu izdalīšanos starp "jumtu" un straumi veidojas dobums, kas straumei izžūstot paplašinās. Rezultāts ir īsta "metro", kas piemērota pastaigām. Paaugstināts vulkānisko gāzu spiediens noved pie caurules velvju sekundārā kušanas, tāpēc dažreiz to klāj lavas stalaktīti.
Vulkanisms ir pazīstams arī uz citām planētām.
Pēc vairākām netiešām pazīmēm var pieņemt, ka Venēras vulkāni joprojām izceļas un, pateicoties tur esošajam karstumam, to lava atdziest daudz lēnāk, kas nozīmē, ka plūsmas būs daudz plašākas. Tiek arī pieņemts, ka sēra savienojumu dēļ Venēcijas lavas kušanas temperatūra ir zemāka nekā Zemes, un tas vēl vairāk veicina lavas plūsmu mobilitāti.
Marss ir pazīstams ar saviem milzīgajiem vulkāniem - tomēr tagad viņi visi aizmiga, bet pirms tam izdevās tūkstošiem kvadrātkilometru lielu platību pārpludināt ar bazalta lavu.
Reklāmas video:
Arī Mēness vienlaikus piedzīvoja aktīvu periodu, kas saistīts gan ar asteroīdu bombardēšanu, gan ar iekšējo tektonisko darbību. Mēness plašumus pārpludina lavas plūsmas, kuras mēs saucam par jūrām.
Zinātnieki uzminēja, ka uz Mēness un Saules sistēmas planētām jau 19. gadsimtā jābūt lavas alām, taču pirmie atklājumi bija jāgaida līdz kosmonautikas laikmeta sākumam.
Sagruvušas lavas caurules Pavlina kalna vulkāna nogāzēs attēlā no satelīta Mars Express.
Marsa alas
Sagruvušās vulkāna caurules Marsa vulkānu nogāzēs 1970. gados atklāja automātiskā starpplanētu stacija Viking.
Trīsdesmit gadus vēlāk Marsa Odisejas satelīts uztvēra pirmās izlietnes, kas liecināja par vēl esošajām alām, kas gaida savus alu. Spraugošo kritumu diametrs sasniedz 250 metrus. Lielākā daļa no tiem tika atrasti Tarša augstienes vairogvulkānu nogāzēs. Mūsdienu Mars Reconnaissance Orbiter, izmantojot augstas izšķirtspējas HiRISE teleskopu, spēja ielūkoties Marsa zarnās, cik vien iespējams no orbītas.
Marsa vulkāna Askriyskaya kalna lavas alā ir izlietne. MRO satelīta attēls.
Marsa alas piesaista zinātniekus vairāku iemeslu dēļ. Plānās atmosfēras dēļ visu planētas virsmu apstaro saules ultravioletā gaisma un bombardē kosmiski uzlādētas daļiņas, tāpēc mikrobioloģiskās dzīvības vai pat sarežģītu organisko savienojumu esamība augsnes augšējos slāņos ir maz ticama. Alu velvju aizsardzībā to saglabāšanas iespējas dramatiski palielinās - pat ja pati dzīve tur vairs nav atrodama, tās atliekas gulēs daudz ilgāk. Iespējams arī, ka Marsa alās atradīsies ūdens ledus un citi savienojumi, kas ir nestabilāki atklātās vietās.
Drosmīgākie sapņotāji liek domāt, ka Marsa alas var kļūt par patvērumu pirmajām cilvēku bāzēm un apdzīvotajām vietām - aizsardzība pret radiāciju un ūdens piegādi noderēs nākamajiem kolonistiem. Lai gan vairāki faktori norāda, ka Marsa vulkāniskās alas nav vispiemērotākā vieta, kur dzīvot. Visi no tiem atrodas vulkāna nogāzēs vairāku kilometru augstumā virs līdzenuma. Tikmēr pārāk zemā atmosfēras slāņa dēļ piezemēties augstkalnu reģionos ir grūti. Atmosfēra palīdz ietaupīt degvielu bremzēšanai piezemēšanās laikā, tāpēc smagākais kosmosa kuģis mēģina nogrimt Marsa dziļākajās vietās. Pateicoties tai pašai atmosfērai, zemienes ir labāk aizsargātas pret radiāciju. Ir pētītas arī ūdens ledus nogulsnes uz virsmas, tostarp Marsa dziļākās ieplakas tuvumā - Hellas ielejā. TāpēcKamēr nav apstiprināta biogēno vai citu minerālu klātbūtne Marsa alās, ieteicams tos izpētīt, izmantojot robotu līdzekļus.
Svarīgs faktors, kas kavē Marsa speleoloģijas attīstību, ir planētas drošības prasības. Ja pastāv iespēja saglabāt hipotētisku Marsa dzīvi alās, tad pētniekam jābūt 100% sterilam, lai izslēgtu "Marsa hroniku" fantastiskā scenārija iespējamību, kur viens zemes šķaudītājs nogalināja lielu civilizāciju. Mūsdienās nav iespējams nodrošināt pilnīgu kosmosa kuģa sterilitāti uz Zemes, un mūsu mikrobi spēj izturēt kosmosa lidojuma apstākļus. Tāpēc marsieši nemeklē, lai tos nejauši neiznīcinātu.
Mēness alas
Bet doktrīna par planētu drošību netraucē apmeklēt Mēness alas. Dobais mēness vairākkārt ir kļuvis par fantastisku darbu skatuvi. Lai gan realitāte ir tālu no fantastikas, tā ir iepriecinoša arī romantiķiem. Mēness alu pastāvēšana tika pieņemta ilgu laiku, bet tiešs apstiprinājums tika saņemts tikai 2009. gadā. Pirmo reizi Japānas robotu stacija Kaguya atklāja neparastus krāterus, kuriem nebija apļveida vaļņa un iekšējas izgrūšanas pazīmju. To diametrs sasniedza 100 metrus, un dziļums šķita tik ievērojams, ka sānu saules gaisma vienkārši nesasniedza dibenu. Amerikāņu zonde Lunar Reconnaissance Orbiter varēja daudz detalizētāk izpētīt kritumus dažādos dienas laikos, novērtēt ne tikai dibena dziļumu un tā saturu, bet arī sānu sienu struktūru un pat paskatīties zem arkām.
Neveiksme zemādas dobumā Klusuma jūrā. LRO satelītaptauja.
Neveiksme zemādas dobumā Klusuma jūrā. LRO satelītaptauja.
Arizonas universitātes zinātnieku grupa ir izstrādājusi īpašu PitScan algoritmu, kas pusautomātiskā režīmā mēness virsmā meklēja urbumus alās un atrada vairāk nekā divus simtus no tiem. Tos var iedalīt trīs nosacītās grupās:
- lavas kanālu kļūmes, kas izplūda vulkāna izvirdumu laikā;
lavas dobumi, ko veido kausējums, kas izveidojies lielos krāteros no lielu asteroīdu krišanas;
- dobumi Mēness jūrās.
Urbumu iespējamajā lavas caurulē varēja redzēt Marius Hills vulkāniskajās augstienēs, pie ekvatora rietumos no Mēness redzamās puses. No satelītiem tur ir skaidri redzams lavas plūsmas kanāls, kas desmitiem kilometru stiepjas no vulkāna grīvas. Apmēram 25 kilometrus no krātera aizsalušajā straumē ir redzama bedre. Vai nu meteorīts to sasniedza, vai arī "jumts" pats sabruka, bet tagad jūs varat redzēt 80 metrus platu un 45 metrus dziļu bedrīti. Straumes platums urbuma vietā sasniedz 800 metrus, un augštecē tas sasniedz vienu kilometru, tāpēc pēc zemes standartiem var būt milzīgs tunelis.
Purdue universitātē tika veiktas skaitliskas simulācijas, saskaņā ar kurām bazalta lavas stiprums un zems mēness smagums ļauj bez iznīcināšanas saglabāt velves tuneļos, kuru platums ir līdz kilometram, un zālēs, kuru platums ir līdz pieciem kilometriem, vairāku simtu metru dziļumā. Dati par Mēness gravitācijas lauku, kas iegūti, izmantojot GRAIL zondes, palīdzēja simulāciju salīdzināt ar realitāti. Zinātnieki veica GRAIL rādījumus virs iespējamās dobuma Marius Hills un mēģināja atrast līdzīgus datus, kas iegūti citur. Tātad bija iespējams atrast līdz desmit "parakstiem" par iespējamām mēness dobumiem, no kuriem daži ir 100 kilometrus gari un vairāki kilometri plati. Lielākā daļa no tām atrodas zem Mēness jūrām.
Mēness jūrās patiešām tika atklātas vairākas bedrītes, tomēr tās nesakrīt ar tām iespējamām tukšumiem, kas tika aprēķinātas pēc gravitācijas lauka novirzēm. Tomēr viena caurums Mierības jūrā, apmēram 400 kilometrus uz ziemeļaustrumiem no Apollo 11 nolaišanās vietas, ir vislielākā un visdziļākā, izmantojot satelītu. Urbuma diametrs ir aptuveni 100 metri, bet dziļums - līdz 100 metriem. Tuvumā nav lavas kanālu vai vulkānisko kupolu, kas varētu liecināt par tuneļa klātbūtni, taču šādu klātbūtni joprojām var pieņemt.
Šī bedre zinātniekiem ir interesanta ne tikai tāpēc, ka tās apakšā var slēpties, bet arī tās slāņainās struktūras dēļ, kas ir redzama cauruma stāvajās sienās. Šie slāņi zinātniekiem liek domāt, ka lavas jūra izveidojās vairāku lavas noplūdes rezultātā, no kurām dažas bija diezgan plānas, līdz vienam metram.
Caurums Mierības jūrā joprojām ir viena no vispiemērotākajām vietām, lai nolaižtu robotu zondi un izpētītu alu no iekšpuses. Tomēr līdz šim neviena kosmosa aģentūra neplāno izstrādāt Mēness alas robotus. Apollo 15 astronauti, kuri izpētīja Hadlija Rila kanjona nogāzes, kas, pēc vienas hipotēzes, kādreiz bija lavas caurule, bet pēc tam pilnībā sabruka, vistuvāk nonāca Mēness lavas caurules noslēpumiem.
Apollo 15 apkalpes komandieris Deivids Skots Hadlija Rila ielejas priekšā. Mēness moduļa pilota Džeimsa Irvina foto.
Starpplanētu speleoloģijas nākotne
Pa to laiku uz Zemes tiek gatavota Mēness un Marsa alu izpēte nākotnē. Uz mūsu planētas ir pieejamas daudzas vulkāniskas alas, kuras var izpētīt un apmeklēt, kas ļauj iepazīstināt ar visām starpplanētu speleoloģijas sarežģītībām. Krievijā Kamčatkā ir zināmas lavas caurules un alas. Viena no apmēram 100 metrus garajām lavas caurulēm ir pieejama Gorely vulkāna kalderā. Šī ala ir diezgan sena, atstāta pēc izvirduma pirms diviem tūkstošiem gadu. Tajā jūs varat justies kā Marsa pētnieks, pateicoties temperatūrai, kas ir tuvu nullei, un masīvam ledājam, kas daļēji bloķē ieeju.
Tolbachik vulkāna lavas ala, kas izveidojusies, izvirdot 2012.-2013.
Tolbachikas vulkāna izvirduma laikā 2012. – 2013. Gadā izveidojās vairākas alas. Šīs alas ir gleznainākas - griestus klāj haizivju lavas stalaktīti, pie griestiem pilējas sāls un uz grīdas aug stalagmīti. Šeit dzesējošās lavas siltums joprojām ir saglabājies, tēju joprojām var vārīt uz karstām plaisām, un dažus alu zarus augstās temperatūras dēļ nav iespējams apmeklēt.
Neskatoties uz acīmredzamo zinātnisko interesi izpētīt svešzemju alas, neviena kosmosa aģentūra vēl nav pārkāpusi viņu noslēpumus. Šāda pētījuma tehniskā īstenošana joprojām ir nopietns šķērslis šajā ceļā. Vai nu zonde būs jāstāda precīzi urbuma apakšā, vai arī tā jānodrošina ar kāpšanas aprīkojumu, lai nokāptu pa vertikālo sienu. Ar to vien pietiek, lai apturētu visu attīstību - sarežģītība ir pārāk augsta, un līdz ar to arī risks. Tālāk jums būs jānodrošina robota barošana alas tumsā un, pats galvenais, jāpārvalda un jāuztur sakari bez tiešas radio redzamības.
Kosmosa izpētē priekšroka vienmēr tiek dota projektiem ar augstu uzticamību, kas sola ilgtermiņa unikālu datu piegādi, tāpēc alas roboti joprojām zaudē konkurenci satelītiem un teleskopiem. Tikai dažas privātās konkursa Google Lunar XPRIZE dalībnieku komandas paziņoja, ka viņu attīstība ļaus izpētīt Mēness alas. Amerikas astrobotikas komanda un japānis Hakuto par saviem mērķiem ir noteikuši Mēness alas, taču, kamēr viņu zondes paliek uz Zemes, viņiem būs jānoiet tikai 500 metri pa Mēnesi, lai būtu pelnījuši uzvaru. Ņemot vērā Mēness alu retumu un precīzas nosēšanās grūtības, maz ticams, ka komandas spēs sasniegt Mēness dobumus pirmo reizi.