Juba iidsetest aegadest on koopad inimesi köitnud, nende pimedus on ohte täis, kuid saladus sügavuses köidab nii Pithecanthropust, kaasaegseid teadlasi kui ka turiste. Maal on uuritud sadu maa- ja veealuseid koopaid, kuid ees ootab raskem eesmärk - koopad teistel planeetidel. Blogija ja kosmonautika populariseerija Vitali "Roheline kass" Jegorov rääkis, mis ootab tulevasi kosmosesõitjaid.
Enamik teadaolevaid Maa koopaid tekkis erosiooni - kivimite hävitamise tagajärjel, tavaliselt vee ja selles lahustunud keemiliste ühendite mõjul. Selliseid koopaid nimetatakse karstikoobasteks. Vulkaanilistes piirkondades on levinud laava päritolu maa-alused õõnsused - kuplid ja torud. Erinevalt karstikoobastest, mille moodustamiseks kulub tuhandeid või miljoneid aastaid, tekivad vulkaanikoobad purske ja laava aktiivse väljavalamise perioodil üsna kiiresti.
Vulkaanilised koopad
Laavatoru on pikk, looduslikult esinev tunnel, mõnikord kuni kümnete kilomeetrite pikkune, tasase põranda ja võlvlaega. Toru moodustub üsna vedela ja viskoosse basaltilava väljapurske ajal. Allikast levides hakkab laavavool jahtuma ja esmalt taheneb ülemine koor, mille all vool jätkub. Vulkaaniliste gaaside eraldumise tõttu "katuse" ja oja vahel moodustub õõnsus, mis voolu kuivades laieneb. Tulemuseks on tõeline kõndimiseks sobiv "metroo". Vulkaaniliste gaaside suurenenud rõhk viib toru võlvide sekundaarse sulamiseni, nii et mõnikord on see kaetud laava stalaktiitidega.
Vulkanism on tuntud ka teistel planeetidel.
Mitmete kaudsete märkide järgi võib arvata, et Veenuse vulkaanid ikka veel purskavad ja tänu sealsele kuumusele jahtub nende laava palju aeglasemalt, mis tähendab, et vooluhulgad on palju laiemad. Samuti eeldatakse, et väävliühendite tõttu on Veenuse laava sulamistemperatuur madalam kui Maa ja see aitab veelgi kaasa laavavoogude liikuvusele.
Marss on tuntud hiiglaslike vulkaanide poolest - nüüd aga uinusid nad kõik, kuid enne seda suutsid nad tuhandeid ruutkilomeetreid pinda basaltilise laavaga üle ujutada.
Reklaamvideo:
Ka Kuu koges korraga aktiivset perioodi, mis oli seotud nii asteroidide pommitamise kui ka sisemise tektoonilise aktiivsusega. Kuu avarused on üle ujutatud laavavooludega, mida me nimetame meredeks.
Teadlased arvasid, et Kuul ja päikesesüsteemi planeetidel peaksid olema laavakoopad juba 19. sajandil, kuid esimesed avastused pidid ootama kosmonautika ajastu algust.
Mars Expressi satelliidi pildil kokku kukkunud laavatorud Pavlina mäe vulkaani nõlvadel.
Marsi koopad
Varisenud vulkaanitorud Marsi vulkaanide nõlvadelt avastas Viking automaatplaneetide vaheline jaam 1970. aastatel.
30 aastat hiljem hõivas Marsi Odüsseia satelliit esimesed süvendid, mis näitasid, et endiselt olemas olevad koopad ootavad nende speleolooge. Haagivate kastmete läbimõõt ulatub 250 meetrini. Enamik neist leiti Tarsise mägismaalt kilpvulkaanide nõlvadelt. Kaasaegne Mars Reconnaissance Orbiter suutis kõrgresolutsiooniga HiRISE teleskoobi abil Marsi soolestikku vaadata nii kaugele kui võimalik orbiidilt.
Sinkhole Marsi vulkaani Askriyskaja laava koobas. MRO satelliidipilt.
Marsi koopad meelitavad teadlasi mitmel põhjusel. Õhukese atmosfääri tõttu kiirgatakse kogu planeedi pinda päikese ultraviolettvalguses ja pommitatakse kosmiliste laenguga osakestega, mistõttu on mikroobse elu või isegi keerukate orgaaniliste ühendite olemasolu mulla ülemistes kihtides ebatõenäoline. Koobasvõlvide kaitse all suureneb nende säilimise võimalus dramaatiliselt - isegi kui elu ennast seal enam ei leita, jäävad selle jäänused palju kauemaks. Võimalik, et Marsi koobastest võib leida ka jääjäätmeid ja muid ühendeid, mis on lagedamal alal lenduvamad.
Julgemad unistajad pakuvad, et Marsi koobastest võivad saada varjupaigad esimestele inimbaasidele ja asulatele - kaitse kiirguse ja veevarustuse eest tuleb tulevastele kolonistidele kasuks. Ehkki mitmed tegurid näitavad, et Marsi vulkaanilised koopad pole elamiseks kõige sobivam koht. Kõik need asuvad vulkaanilistel nõlvadel mitme kilomeetri kõrgusel tasandikust. Vahepeal on kõrgel asuvatesse piirkondadesse maandumine atmosfääri liiga õhukese kihi tõttu keeruline. Atmosfäär aitab säästa maandumisel kütust pidurdamiseks, nii et kõige raskem kosmoseaparaat üritab langetada Marsi kõige sügavamates kohtades. Tänu samale atmosfäärile on madalikud kiirguse eest paremini kaitstud. Samuti on uuritud veejää ladestusi pinnal, sealhulgas Marsi sügavaima lohu - Hellase oru läheduses. SeetõttuKuni biogeensete või muude mineraalide olemasolu Marsi koobastes on kinnitatud, on soovitatav neid uurida robotite abil.
Oluline tegur, mis takistab Marsi speleoloogia arengut, on planeedi turvalisuse nõuded. Kui on tõenäosus hüpoteetilise Marsi elu säilitamiseks koobastes, siis peab teadlane olema 100% steriilne, et välistada "Marsi kroonika" fantastilise stsenaariumi tõenäosus, kus üks maise aevastus tappis suure tsivilisatsiooni. Täna ei ole võimalik tagada kosmosesõiduki täielikku steriilsust Maal ja meie mikroobid on võimelised vastu pidama kosmoselennu tingimustele. Seetõttu ei otsi marslased, et neid kogemata mitte hävitada.
Kuu koopad
Kuid doktriin planeedi turvalisusest ei sega Kuu koobaste külastamist. Õõnes Kuu on korduvalt muutunud fantastiliste teoste areeniks. Ehkki tegelikkus pole kaugeltki väljamõeldis, on see julgustav ka romantikutele. Kuu koobaste olemasolu eeldati pikka aega, kuid otsene kinnitus tuli alles 2009. aastal. Jaapani robotjaam Kaguya avastas esimest korda ebatavalisi kraatreid, millel puudus ümmargune vall ja sisemiselt väljutamise tunnuseid. Nende läbimõõt ulatus 100 meetrini ja sügavus tundus nii märkimisväärne, et külgmine päikesevalgus lihtsalt põhja ei jõudnud. Ameerika sond Lunar Reconnaissance Orbiter suutis dippe palju üksikasjalikumalt uurida, erinevatel kellaaegadel, hinnata mitte ainult põhja ja selle sisu sügavust, vaid ka külgseinte struktuuri ja vaadata isegi kaarte alt.
Ebaõnnestumine rahuliku mere merealusesse. LRO satelliidiuuring.
Ebaõnnestumine rahuliku mere merealusesse. LRO satelliidiuuring.
Arizona ülikooli teadlaste rühm on välja töötanud spetsiaalse PitScani algoritmi, mis poolautomaatrežiimis otsis kuupinnalt koobastesse auke ja leidis neist üle kahesaja. Need võib jagada kolme tingimusrühma:
- vulkaanipursete ajal välja voolanud laavakanalite rikked;
suurte asteroidide kukkumisel suurtes kraatrites tekkinud sulast moodustunud laavaõõnsused;
- õõnsused Kuu meredes.
Väidetavas laavatorus oli auk Marius Hillsi vulkaanilistel kõrgustikel, ekvaatori juures kuu nähtavast küljest läänes. Satelliitidelt on seal selgelt nähtav laava voolukanal, mis ulatub vulkaani suudmest kümneid kilomeetreid. Umbes 25 kilomeetri kaugusel kraaterist on külmunud ojas näha auk. Kas meteoriit jõudis selle juurde või kukkus "katus" ise kokku, kuid nüüd on näha 80 meetri laiune ja 45 meetri sügavune auk. Voolu laius augu kohal ulatub 800 meetrini ja ülesvoolu kuni kilomeetrini, seega võib maiste standardite järgi olla hiiglaslik tunnel.
Purdue ülikoolis viidi läbi arvulised simulatsioonid, mille kohaselt basaltilise laava tugevus ja madal kuutõmbejõud võimaldavad säilitada võlvid kuni kilomeetri laiustes tunnelites pinnal ja kuni viie kilomeetri laiustes saalides mitusada meetrit sügavusel hävitamata. GRAIL-sondide abil saadud andmed Kuu gravitatsioonivälja kohta aitasid simulatsiooni reaalsusega võrrelda. Teadlased võtsid GRAILi näidud üle võimaliku õõnsuse Marius Hillsis ja püüdsid leida sarnaseid andmeid, mis on saadud mujalt. Nii oli võimalik leida kuni kümme "allkirja" võimalikest kuuõõnsustest, millest mõned on 100 kilomeetrit pikad ja mitu kilomeetrit laiad. Enamik neist leidub Kuu merede all.
Kuu meredes avastati tõepoolest mitu auku, kuid need ei lange kokku nende võimalike tühimikega, mis arvutati gravitatsioonivälja kõrvalekallete põhjal. Apollo 11 maandumiskohast umbes 400 kilomeetrit kirdes asuv üks rahuliku mere meri on aga satelliidi abil kõige suurem ja sügavam. Ava läbimõõt on umbes 100 meetrit ja sügavus kuni 100 meetrit. Lähedal pole laavakanaleid ega vulkaanilisi kupleid, mis võiksid viidata tunneli olemasolule, kuid sellist olemasolu võib siiski oletada.
See auk on teadlastele huvitav mitte ainult selle tõttu, mis võib selle põhjas peituda, vaid ka selle kihilise struktuuri tõttu, mis on nähtav augu järsudel seintel. Need kihid viitavad teadlastele, et laavameri tekkis mitme laavavoolu tagajärjel, millest mõned olid üsna õhukesed, kuni üks meeter.
Auk Vaikuse meres on endiselt üks sobivamaid kohti robot-sondi maandumiseks ja koopa seestpoolt uurimiseks. Kuid seni pole ükski kosmoseagentuur plaanimas Kuu kooparobotite väljatöötamist. Hadley Rill Canyoni nõlvasid uurinud Apollo 15 astronaudid, mis ühe hüpoteesi kohaselt olid kunagi laavatoru, kuid hiljem täielikult kokku varisenud, jõudsid kõige lähemale Kuu laavatorude saladustele.
Apollo 15 meeskonnaülem David Scott Hadley Rilli oru ees. Kuumooduli piloodi James Irwini foto.
Planeetidevahelise speleoloogia tulevik
Vahepeal valmistatakse Maal ette kuu- ja Marsi koobaste edasist uurimist. Meie planeedil on avastamiseks ja külastamiseks saadaval palju vulkaanilisi koopaid, mis võimaldavad tutvustada kogu planeetidevahelise speleoloogia keerukust. Venemaal on Kamtšatkal tuntud laavatorud ja koopad. Üks umbes 100 meetri pikkustest laavatorudest on saadaval Gorely vulkaani kaldeeras. See koobas on üsna iidne, jäänud kahe tuhande aasta taguse purske järel. Selles saate tunda end Marsi avastajana tänu nullilähedasele temperatuurile ja massiivsele liustikule, mis osaliselt blokeerib sissepääsu.
Tolbachiku vulkaani laavakoobas, mis tekkis 2012-2013 purske tagajärjel.
Tolbachiku vulkaani purske käigus aastatel 2012–2013 tekkis mitu koobast. Need koopad on maalilisemad, lakke katavad haihamba laava stalaktiidid, lakke tilgub sool ja põrandal kasvavad stalagmiidid. Siin säilib jahutava laava soojus endiselt, kuumade pragude korral saab teed veel keeta ja mõned koobaste oksad on kõrge temperatuuri tõttu külastamiseks kättesaamatud.
Hoolimata ilmsest teaduslikust huvist tulnukakoobaste uurimise vastu, pole ükski kosmoseagentuur nende saladusi veel rikkunud. Sellise uuringu tehniline rakendamine on sellel teel tõsine takistus. Sond tuleb kas istutada täpselt augu põhja või varustada ronimisvarustusega vertikaalsest seinast laskumiseks. Ainuüksi sellest piisab kogu arengu peatamiseks - keerukus on liiga kõrge ja seega ka risk. Järgmisena peate koopahämaras robotile toite andma ning mis kõige tähtsam - juhtima ja hoidma sidet ilma otsese raadio nähtavuseta.
Kosmoseuuringutes eelistatakse alati kõrge usaldusväärsusega projekte, mis lubavad pikaajalisi ainulaadseid andmeid, nii et kooparobotid kaotavad endiselt konkurentsi satelliitide ja teleskoopide ees. Ainult mõned Google Lunar XPRIZE võistlusel osalejate erameeskonnad teatasid, et nende arendused võimaldavad uurida Kuu koopaid. Ameerika astrobootide meeskond ja jaapanlane Hakuto on oma sihtmärkideks määranud Kuu koopad, kuid seni, kuni nende sondid jäävad Maale, peavad nad võidu saamiseks kõndima Kuul vaid 500 meetrit. Arvestades Kuu koobaste haruldust ja täpse maandumise raskust, on ebatõenäoline, et meeskonnad suudaksid esimest korda Kuuõõnsusteni jõuda.
