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登陆月球后住在哪? 科学家把目光瞄向地下熔岩管

发表时间:2020-08-24 09:02来源:科技日报网址:http://www.zwzxxw.com

  科技的进步与发展把人们对未来的幻想变成现实。太空漫步、登陆月球、探测火星……科学家一直在探索未知的宇宙深空。近些年来,寻找宇宙中第二个“人类家园”成为科学家们努力的方向之一。而最新研究表明,这一梦想极有可能变为现实。


  近日,据国外媒体报道,行星科学家指出月球和火星地表下方的熔岩管体积十分庞大,足以容纳未来太空探索的行星基地。其实早在20世纪70年代,行星地质学家在火星的几个火山区域以及月球月海区域就发现了一些奇特的坑状结构,这些坑状结构与撞击坑的形貌很不一致,它们更像是地下洞穴坍塌而形成的,由于这些塌陷坑大多出现在熔岩流区域或者火山山体的侧面,这让科学家们怀疑它们可能是熔岩管塌陷所形成的“天窗”。



  重力环境影响熔岩管大小

  熔岩管是火山爆发、岩溶流动过程中形成的熔岩洞穴。当低黏度、高温度的熔岩流经地表时,由于与外界的温差较大,岩浆外表面会迅速冷却固化形成坚硬的外壳,在外层硬壳的隔热作用下,其内部仍能保持高温的状态持续流动,直至岩浆源头停止供给,管道排空从而形成中空的结构,即熔岩管。

  月球、火星上的熔岩管形成机制与地球上大体相同,但是由于月球、火星上的低重力环境等因素,造成了熔岩管的体积不同。在地球上它的直径通常为几米到几十米不等,而在火星上其直径可长达几十米甚至几百米,月球上熔岩管的直径更长,可达上千米。从整体规模上来看,火星上熔岩管的规模约是地球上的10倍,而月球上的规模更大,是地球的上千倍。

  “行星上熔岩管的规模受行星表面重力环境影响很大。”中国科学院上海天文台的龚盛夏博士在接受科技日报记者采访时表示:“火星上表面重力约为地球的三分之一,月球上更小,约为地球的六分之一。相对于地球,火星和月球上更容易形成大规模的熔岩管。”

  如此庞大的熔岩管寻找起来却没那么容易。

  通常,行星表面的一些线条状以及蜿蜒的塌陷链结构等被认为是熔岩管。龚盛夏表示,这些靠近地表的熔岩管可以根据卫星影像资料和数字地形模型定位。而对于掩埋在地下的熔岩管,则可以通过雷达探测到,同时根据雷达回波还可以确定洞穴的大小与形状。此外,熔岩管中空位置的质量缺失,也会产生一定的重力异常,探测器获得的行星重力场数据也可以应用于熔岩管的探测。

  庞大的熔岩管带给人类无限想象

  由于洞穴具有天然的庇护条件,地球上的洞穴自然成为了古人的栖息地和庇护所,而月球、火星上的熔岩管让科学家们提出大胆的设想:这里能否成为人类在太空中生存的基地?

  相对于行星表面,位于地下的熔岩管可以提供一个相对安全的空间环境。熔岩管表层覆盖的风化层和岩石可以在一定程度上屏蔽宇宙射线的影响,也可使熔岩管内部空间免受微陨石的撞击与破坏。同时,熔岩管内部也可以提供较为稳定的温度环境,行星表面昼夜温差极大,但由于熔岩管内无阳光直射,且其表面覆盖的风化层和岩石等有良好的隔热性,熔岩管内部温度较为稳定。此外,熔岩管本身也可以提供潜在的各种资源,比如存在于熔岩管中沉积物内的水冰、微生物等。

  除了以上的天然优势外,要想在熔岩管内建立外太空基地还需要考虑熔岩管本身结构是否稳定,以及能否提供足够大的空间容纳基地建筑。现有观测数据表明,月面熔岩管顶部的厚度可达数十米,有些熔岩管的宽度可达数千米,承载的负荷更大,拥有更大的地下空间。

  熔岩管似乎让旅居月球或火星变得不再遥不可及。随着科技水平的提升和对月面资源利用的需求加大,开展对熔岩洞穴的探测显得重要且迫切。

  从2012年以来,欧洲航天局与一些欧洲的大学合作开展了宇航员培训项目,主要培训学员探索地下系统与行星地质学的能力,共有36名宇航员接受了在洞穴中徒步行走的培训。研究人员指出,此次研究为行星探索开启了一个全新的角度,将火星和月球的地表下方作为未来探索的重点。

  如今各国都对行星上的洞穴和熔岩管产生了浓厚的兴趣。“目前月球上已发现了三百多个潜在的熔岩洞穴口,而火星上则高达一千多个。”龚盛夏说。

  未来,或许会有人生活在月球、火星的地表下。

  王筱骄 本报记者 王 春



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