Tube de lave martien - Martian lava tube

Coupe longitudinale d'un tube de lave martien avec puits de lumière
Coupe transversale d'un tube de lave martien
Version recadrée d'une image HiRISE d'une entrée de puits de lumière en tube de lave sur le volcan martien Pavonis Mons .
Puits de lumière pétunia dans le toit d'un tube de lave associé aux écoulements du prince Kuhio Kalaniana`ole (PKK) de Kīlauea sur la grande île d'Hawaï. La vue regarde en aval.

Les tubes de lave martiens sont des cavernes volcaniques sur Mars qui se formeraient à la suite de coulées de lave basaltique rapides associées au volcanisme du bouclier . Les tubes de lave se forment généralement lorsque la surface externe des canaux de lave se refroidit plus rapidement et forme une croûte durcie sur les coulées de lave souterraines. L'écoulement cesse finalement et s'écoule hors du tube, laissant un espace vide en forme de conduit qui se trouve généralement à plusieurs mètres sous la surface. Les tubes de lave sont généralement associés à de la lave pahoehoe extrêmement fluide . La gravité sur Mars est d'environ 38% celle de la Terre, ce qui permet aux tubes de lave martiens d'être beaucoup plus gros en comparaison.

Détection et accès

Les tubes de lave et les structures d'écoulement associées ont été reconnus pour la première fois lors de l'examen des images de l' orbiteur Viking , puis identifiés à l'aide des images de l'orbiteur de Mars Odyssey , Mars Global Surveyor , Mars Express et Mars Reconnaissance Orbiter . Les tubes de lave peuvent être détectés visuellement de deux manières. Le premier est de longs creux sinueux connus sous le nom de rainures , que l'on croit être les restes de tubes de lave effondrés. La deuxième méthode d'identification possible consiste à observer les «puits de lumière» des grottes ou les cratères de fosse , qui apparaissent comme des caractéristiques sombres et presque circulaires à la surface de Mars. En juin 2010, un groupe d'étudiants en sciences de septième année à l'Evergreen Middle School de Cottonwood, en Californie , participant au Mars Student Imaging Project , a aidé les chercheurs à découvrir une nouvelle série de tubes de lave près de Pavonis Mons grâce à l'identification d'un puits de lumière estimé à 190 × 160 mètres de large et au moins 115 mètres de profondeur. Ce n'est que le deuxième puits de lumière connu pour être associé à ce volcan. En plus de l'imagerie orbitale, les tubes de lave pourraient être détectés grâce à l'utilisation de:

L'identification et l'investigation des tubes de lave suscitent un intérêt accru car ils pourraient présenter aux scientifiques des informations sur les histoires géologiques, paléohydrologiques et biologiques supposées de la planète. En parlant de tubes de lave lunaires , le Dr William "Red" Whittaker , PDG d' Astrobotic Technology , déclare que "quelque chose de si unique à propos des tubes de lave est qu'ils sont la seule destination qui combine le trio de la science, de l'exploration et des ressources." L'accès aux sections non repliées de tubes de lave peut se faire en entrant à l'extrémité de la rainure , à travers des lucarnes, ou en forant ou en faisant sauter à travers le toit d'un tube de lave. L'exploration initiale des tubes de lave peut impliquer des rovers , mais avec des défis difficiles. Les puits de lumière traditionnels ont de gros tas de gravats directement en dessous (comme le montre la première figure), ce qui serait un obstacle pour le rover. La chute verticale que le rover devrait effectuer devrait également être prise en considération, ainsi que la capacité du rover à rester en communication avec des actifs à la surface ou en orbite.

Conditions du tube de lave

La gravité sur Mars est d'environ 38% celle de la Terre, ce qui permet aux tubes de lave martiens d'être beaucoup plus gros en comparaison. Les tubes de lave représentent des emplacements privilégiés pour l'observation directe du substrat rocheux vierge où les clés de l'histoire géologique, paléohydrologique et biologique possible de Mars pourraient être trouvées. La surface de Mars subit des fluctuations de température extrêmes et reçoit une grande quantité de rayonnement ionisant en raison de l'absence de champ magnétique et de la mince atmosphère de la planète , qui est environ 100 fois plus mince que celle de la Terre. L'atmosphère mince permet à Mars de rayonner plus facilement l'énergie thermique, de sorte que les températures proches de l'équateur peuvent atteindre 21 ° C (70 ° F) pendant une journée d'été, puis descendre à -73 ° C (-99 ° F) la nuit. Les conditions souterraines sur Mars sont considérablement plus bénignes que celles à la surface, ce qui amène les chercheurs à croire que si la vie existait (ou existait) sur Mars, elle se trouverait très probablement dans ces environnements plus hospitaliers. Les formes de vie seraient non seulement protégées des températures de surface élevées et du rayonnement ultraviolet, mais également des tempêtes de vent et de la poussière de régolithe . Les tubes de lave martiens pourraient éventuellement piéger des substances volatiles telles que l'eau qui est considérée comme essentielle à la vie, et peuvent également contenir des réservoirs de glace ancienne car l'air froid peut s'accumuler dans des tubes de lave et les températures restent stables. La capacité de puiser dans ces réservoirs peut fournir un aperçu dramatique de la paléoclimatologie et des histoires astrobiologiques de Mars.

Possibilités de vie sur Mars

La découverte de tubes de lave martiens a des implications sur la possibilité d'une vie passée ou présente sur Mars .

Les histoires magnétique et climatique de Mars et de la Terre sont extrêmement différentes et auraient grandement dicté l'évolution des deux biosphères. Il y a environ quatre milliards d'années, la dynamo martienne s'est arrêtée après une période proposée où un océan Noachien de longue durée existait et où la vie aurait pu exister à la surface. Une augmentation soudaine et intense des particules solaires a éliminé la protection atmosphérique et hydrologique, provoquant un amincissement de l'atmosphère et un retrait de l'eau de la surface. À ce stade, la vie a peut-être cherché refuge dans des environnements souterrains tels que des tubes de lave.

Un large éventail d'organismes peut avoir survécu dans le sous-sol, tels que les chimolithotrophes et les lithoautotrophes , et certains extrémophiles comme les halophiles ou les psychrophiles . Des microbes trouvés sur Terre ont été découverts prospérant dans des températures proches de zéro et dans un air à très faible teneur en oxygène. Cela permet aux chercheurs de croire que les organismes peuvent vivre dans des situations extrêmes similaires, comme celles de Mars, où les températures sont plus froides et où moins d'oxygène est disponible. Les minéraux volcaniques trouvés dans les tubes de lave pourraient fournir une riche source de nutriments aux organismes chimiosynthétiques . Les scientifiques souhaitent également avoir accès aux tubes de lave martiens, car ils pourraient donner un aperçu des processus qui ont conduit à la vie sur Terre, car les archives géologiques des roches sont mieux préservées sur Mars.

Habitat humain futur

Plus d'informations: Habitat de Mars

L'intérieur des tubes de lave, ainsi que d'autres cavités souterraines, pourrait s'avérer être des emplacements de choix pour les futures missions habitées sur Mars en fournissant un abri pour les habitats. Ces cavernes naturelles ont des toits estimés à des dizaines de mètres d'épaisseur qui assureraient une protection contre les conditions extrêmes qui seraient rencontrées en surface. L'habitat serait protégé du rayonnement solaire , des micrométéorites, des fluctuations extrêmes de température (on pense que la température ambiante est stable dans les tubes de lave), des vents et des tempêtes de poussière du régolithe qui pourraient constituer une menace pour la santé humaine et la technologie. Ces abris naturels réduiraient également la masse de la charge utile au débarquement pour les missions habitées, ce qui serait économiquement avantageux.

Voir également

Références