8 دقیقه
تصور کنید شبکهای از تونلهای عظیمِ لاوا که زیر دشتهای سوزان ونوس در جریاناند — گذرگاههایی به عرض و ارتفاع صدها متر که توسط جریانهای مذابی شکل گرفتهاند که زیر آسمانی بیگانه حرکت میکردند. تصویری که از مطالعات راداری اخیر برمیآید دقیقاً چنین است: سیارهای که در آن نیروی گرانش کمتر سطح و جو فشرده ممکن است با همدستی یکدیگر، لولههای لاوایی بسیار بزرگی را حفظ کرده باشند.
چرا ونوس میزبان لولههای عظیم لاوا است
رفتار لاوا روی ونوس تفاوتهای بنیادینی با زمین دارد. نیروی گرانش سطحی اندکی که نسبت به زمین کمتر است و جو بسیار چگال ونوس باعث میشود سنگ مذاب پس از خروج از دهانه آتشفشانی سریعتر و مؤثرتر یک پوسته عایق ضخیم روی خود بسازد. این پوستهٔ سطحی مانند سقفی عمل میکند که جریان مذاب در زیر آن ادامه مییابد؛ در نتیجه، کانالهای مذابی میتوانند مسافتهای بیشتری را در زیر پوستهٔ سرد طی کنند در حالی که داخل جریان هنوز سیال باقی میماند.
با گذر زمان، هنگام کاهش یا تخلیهٔ جریان مذاب، فضای خالی زیر پوسته باقی میماند و شبکهای از مجاری توخالی — لولههای لاوا — شکل میگیرد. در شرایط ونوسی این مجاری میتوانند به مراتب بزرگتر از نمونههای رایج روی زمین شوند، زیرا پوستهٔ عایق سریعتر تشکیل میشود و نیروی گرانش کمتر اجازه میدهد که مقاطع عرضی بزرگتر پایدار بمانند. به همین دلیل است که مقایسهٔ هندسهٔ کانالها نشان میدهد که لولههای لاوا در ونوس ممکن است از نظر اندازه با بزرگترین نمونههای پیشنهادی برای ماه قابل مقایسه باشند.
این پدیده با دیگر ویژگیهای آتشفشانی روی ونوس همخوانی دارد: شبکههای کانال و ساختارهای آتشفشانی در این سیاره معمولاً بزرگتر از نمونههای معادل روی دیگر سیارات سنگی هستند. این مقیاس بزرگ ناشی از ترکیبی از پارامترهای داخلی و محیطی است؛ از جمله ترکیب شیمیایی لاواها، گرادیانهای حرارتی سطحی، فشار و ترکیب جو، و تاریخچهٔ فعال بودن آتشفشانی در مقیاس ژئولوژیک. به طور خلاصه، شرایط محیطی ونوس احتمال شکلگیری و حفظ لولههای عظیم لاوا را افزایش میدهد؛ پدیدهای که مطالعات راداری اخیر آن را تقویت کردهاند و انگیزهٔ جدیدی برای بررسی جغرافیای آتشفشانی ونوس فراهم آورده است.
دادههای سنجش از دور شکافی را نشان میدهند که بهعنوان یک «روزنهٔ آسمان» (skylight) عمل میکند و حفرهٔ زیرسطحی را نمایان میسازد. اندازهگیریهای مربوط به این روزنه نشان میدهد که مقطع لولهٔ پایینتر از آن، هم عریضتر و هم بلندتر از نمونههای معتبر زمینی است و از بسیاری از اندازههایی که برای مریخ پیشبینی شده بزرگتر است. در مقیاس، این ساختارها نزدیک به بزرگترین نمونههایی هستند که برای ماه حدس زده شدهاند. این واقعیت در قالب یک الگوی کلی قرار میگیرد: ونوس میزبان کانالها و ویژگیهای آتشفشانیای است که نسبت به دیگر جهانهای سنگی، بهطور نامتعارف بزرگ بهنظر میرسند.
در تحلیل دقیقتر، اندازهٔ روزنه به همراه شکل عوارض اطراف آن میتواند اطلاعاتی دربارهٔ عمق، خمیدگی و پیوستگی کانال زیرسطحی فراهم آورد. به کمک تکنیکهای مدرن پردازش تصاویر راداری و مقایسهٔ نمونهای (analogue) با تونلهای لاوای زمینی و مدلهای فیزیکی جریان لاوا، محققان قادرند برآوردهایی از ضخامت سقف، ارتفاع داخلی لوله و طول بالقوهٔ آن ارائه دهند. این برآوردها هرچند هنوز باید با دادههای با وضوح بالاتر تأیید شوند، اما نشاندهندهٔ امکان وجود شبکهای پیوسته و گسترده زیرسطحی هستند.
پیامدها برای کاوش و مأموریتهای آینده
«مشاهدات فعلی تنها به ما اجازه میدهد که بخش مجاور روزنه را نقشهبرداری و اندازهگیری کنیم»، یکی از اعضای تیم تحقیقاتی توضیح میدهد، «اما مورفولوژی زمین و وجود گودالهای مشابه در نزدیکی نشان میدهد که این کانال زیرسطحی ممکن است حداقل ۴۵ کیلومتر ادامه داشته باشد.» اگر این برآورد صحیح باشد، این لولهها تنها کنجکاویهای منفرد نیستند، بلکه اجزای شبکهای زیرسطحی و گستردهاند که میتوانند نقش مهمی در درک سیستمهای آتشفشانی ونوس ایفا کنند.
تأیید طول و پیوستگی چنین مجاریای مستلزم دادههای دقیقتر و ابزارهای حسگری برتر است. مأموریتهای آینده دقیقاً حامل چنین ابزارهایی خواهند بود. مأموریت EnVision آژانس فضایی اروپا و مأموریت VERITAS ناسا هر دو قرار است سامانههای راداری پیشرفتهای را به کار بگیرند تا نقشههای سطحی با وضوح بالاتری تولید کنند، و EnVision همچنین شامل یک «رادار صوتی زیرسطحی» خواهد بود که قادر است صدها متر زیر سطح را کاوش کند. این ابزارها میتوانند کانالهای مدفون را حتی در مناطقی که روزنهای روی سطح دیده نمیشود، شناسایی کنند.
رادارهای سطحیِ با وضوح بالا (SAR) میتوانند نمایی دقیق از بازتابهای سطح فراهم کنند و شکل و بافت اطراف روزنهها را روشن بسازند. از سوی دیگر، رادارهای نفوذی زیرسطح (مثل GPR در مقیاس فضایی) میتوانند لایهبندی زیرسطح، وجود حفرهها و فاصلهٔ سقف تا کف را اندازهگیری کنند. ترکیب این دو روش به همراه مدلسازیهای گرمایی و آنالیزهای لرزهای بالقوه در آینده، تصویری جامعتر از ساختار و تاریخچهٔ آتشفشانی آن نواحی ارائه خواهد داد.
یافتن لولههای بلند و سالم لاوا روی ونوس میتواند شیوهٔ ما در درک سیستم لولههای آتشفشانی و تکامل حرارتی سیاره را تغییر دهد. از منظر علمی، اندازه و توزیع این لولهها میتواند اطلاعاتی ارزشمند دربارهٔ حجمهای خروجی آتشفشانی، نرخهای سردشدگی، و تاریخچهٔ فعالیت آتشفشانی فراهم کند. برای مثال، شبکههای گستردهٔ لولههای زیرسطحی میتوانند نشاندهندهٔ دورههایی از فورانهای طولانی و نسبتاً آرام (effusive eruptions) باشند که در آن مقدار زیادی لاوا با سرعتی کافی برای تشکیل پوستهٔ عایق جریان یافته است.
علاوه بر ارزش علمی، این ساختارها پیامدهای عملی برای طراحی مأموریتهای آینده نیز دارند. حفرههای زیرسطحی بلند و قابل دسترس میتوانند مکانهایی محافظتشده برای فرود ابزارهای علمی یا سکویهای تدارکمحور انسانی آینده فراهم آورند؛ مکانهایی که در برابر شرایط سطحی بسیار سخت ونوس — دماهای بسیار بالا، فشار جوی چگال و اتمسفر خورنده — محافظت ارائه میدهند. استفاده از لولههای لاوا بهعنوان پناهگاه یا محل استقرار حسگرها میتواند نیاز به فناوریهای مقاوم در برابر محیط سطحی را کاهش دهد.
با این حال، چندین نکتهٔ مهم و چالشبرانگیز باقی میماند. نخست اینکه تأیید طولهای بسیار زیاد نیازمند گذرهای مداری هدفمند و جمعآوری دادههای با وضوح فضایی بالا است. دوم، ساختار داخلی لولهها ممکن است پیچیدهتر از یک کانال ساده باشد؛ وجود شاخهها، درزها، یا تجمعهای ریزسنگی میتواند تفسیر راداری را پیچیده کند. سوم، شرایط محیطی ونوس از جمله فشار بالا و دما، بر رفتار مواد و پایداری سازهها تأثیر میگذارد و باید در مدلسازیها و برنامهریزی مأموریتها لحاظ شود.
این کشف میتواند فصل اولی باشد در داستان درک عمیقتر ما از داغترین همسایهٔ سنگیمان. رادار بهتر، وضوح بالاتر، و گذرهای مداری هدفمند یا حتی مأموریتهای سطحی که قادر به نمونهبرداری از داخل روزنهها باشند، یا تصاویر مستقیم از داخل لولهها فراهم سازند، یا نقشهٔ سهبعدی از شبکهٔ زیرسطحی ارائه دهند، یا همهٔ اینها با هم — هر یک از این نتایج به روشنی تصویر فعلی را تأیید یا بازنویسی خواهد کرد. در هر صورت، این پژوهش درسهای جدیدی دربارهٔ ونوس و فرایندهای آتشفشانی در سیارات سنگی به ما خواهد آموخت.
برای محققانی که بر روی آتشفشانشناسی سیارات، ژئوفیزیک و طراحی مأموریت کار میکنند، این یافتهها اهمیت بالایی دارند. آنها باید برنامهریزیهای آتی را طوری تنظیم کنند که از تواناییهای راداریِ مأموریتهای EnVision و VERITAS بیشترین بهرهبرداری ممکن انجام شود؛ بهویژه در مناطق هدفی که شواهد روزنهها و تغییرات راداری نشاندهندهٔ وجود لولههای زیرسطحیاند. ترکیب این دادهها با مطالعات آزمایشگاهی روی رفتار لاواها در فشار و دمای محاكاتی ونوسی و مدلسازیهای حرارتی میتواند خوانش ما را از تاریخچهٔ آتشفشانی ونوس غنیتر سازد.
در نهایت، اگر شبکهای از لولههای لاوا در ونوس اثبات شود، این امر نه تنها پرسشهای علمی جدیدی ایجاد خواهد کرد، بلکه راهبردهای عملیاتی برای کاوش آینده را نیز تحت تأثیر قرار خواهد داد. از امکان استقرار تلسکوپها یا آزمایشگاههای رباتیک در محیطی نسبتاً محافظتشده، تا بررسی اینکه چگونه این مجاری میتوانند اطلاعاتی دربارهٔ منابع حرارتی یا مواد قابل استفاده برای مأموریتهای بلندمدت فراهم آورند — همهٔ اینها زمینهٔ پژوهش و توسعهٔ فناوری را بازتر و جذابتر میکند.
منبع: scitechdaily
نظرات
پمپزون
تو تز دکترا با تونلهای لاوا کار کردم ولی نه تو این مقیاس، ونوس انگار نسخهٔ غولیه؛ خیلی دلم میخواد تصاویر با رزولوشن بالا ببینم
آرمین
جایی تیترها شبیه اغراق بود، اما اینکه لولهها میتونن جای امنی باشن براّ مأموریتها منطقیه. حالا بذارید ابزار و داده بیشتر بیارن!
استروست
اگر این شبکهها تأیید بشن، اطلاعات بزرگی دربارهٔ حجم خروجیها و تاریخچه حرارتی ونوس بهدست میاد. باید مدلسازی، آزمایشهای فشار بالا و گذرهای راداری هدفمند انجام بشه، کلی کار مونده هنوز
توربو
آیا مطمئنن این بازتاب راداری قطعاً لوله لاوا رو نشون میده؟ خیلی چیزا میتونن شبیه باشن، دادهٔ بهتر لازمه؟
دیتاویو
وااااای، لولههای لاوا تو ونوس؟ تصورش هم عجیبِ... اینکه روزنهها میتونن پناهگاه باشن واقعاً ذهنمو درگیر کرد
ارسال نظر