科技的進(jìn)步與發(fā)展把人們對(duì)未來的幻想變成現(xiàn)實(shí)。太空漫步、登陸月球、探測(cè)火星……科學(xué)家一直在探索未知的宇宙深空。近些年來，尋找宇宙中第二個(gè)“人類家園”成為科學(xué)家們努力的方向之一。而最新研究表明，這一夢(mèng)想極有可能變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。
近日，據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，行星科學(xué)家指出月球和火星地表下方的熔巖管體積十分龐大，足以容納未來太空探索的行星基地。其實(shí)早在20世紀(jì)70年代，行星地質(zhì)學(xué)家在火星的幾個(gè)火山區(qū)域以及月球月海區(qū)域就發(fā)現(xiàn)了一些奇特的坑狀結(jié)構(gòu)，這些坑狀結(jié)構(gòu)與撞擊坑的形貌很不一致，它們更像是地下洞穴坍塌而形成的，由于這些塌陷坑大多出現(xiàn)在熔巖流區(qū)域或者火山山體的側(cè)面，這讓科學(xué)家們懷疑它們可能是熔巖管塌陷所形成的“天窗”。
重力環(huán)境影響熔巖管大小
熔巖管是火山爆發(fā)、巖溶流動(dòng)過程中形成的熔巖洞穴。當(dāng)?shù)宛ざ取⒏邷囟鹊娜蹘r流經(jīng)地表時(shí)，由于與外界的溫差較大，巖漿外表面會(huì)迅速冷卻固化形成堅(jiān)硬的外殼，在外層硬殼的隔熱作用下，其內(nèi)部仍能保持高溫的狀態(tài)持續(xù)流動(dòng)，直至巖漿源頭停止供給，管道排空從而形成中空的結(jié)構(gòu)，即熔巖管。
月球、火星上的熔巖管形成機(jī)制與地球上大體相同，但是由于月球、火星上的低重力環(huán)境等因素，造成了熔巖管的體積不同。在地球上它的直徑通常為幾米到幾十米不等，而在火星上其直徑可長(zhǎng)達(dá)幾十米甚至幾百米，月球上熔巖管的直徑更長(zhǎng)，可達(dá)上千米。從整體規(guī)模上來看，火星上熔巖管的規(guī)模約是地球上的10倍，而月球上的規(guī)模更大，是地球的上千倍。
“行星上熔巖管的規(guī)模受行星表面重力環(huán)境影響很大。”中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)的龔盛夏博士在接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)表示：“火星上表面重力約為地球的三分之一，月球上更小，約為地球的六分之一。相對(duì)于地球，火星和月球上更容易形成大規(guī)模的熔巖管。”
如此龐大的熔巖管尋找起來卻沒那么容易。
通常，行星表面的一些線條狀以及蜿蜒的塌陷鏈結(jié)構(gòu)等被認(rèn)為是熔巖管。龔盛夏表示，這些靠近地表的熔巖管可以根據(jù)衛(wèi)星影像資料和數(shù)字地形模型定位。而對(duì)于掩埋在地下的熔巖管，則可以通過雷達(dá)探測(cè)到，同時(shí)根據(jù)雷達(dá)回波還可以確定洞穴的大小與形狀。此外，熔巖管中空位置的質(zhì)量缺失，也會(huì)產(chǎn)生一定的重力異常，探測(cè)器獲得的行星重力場(chǎng)數(shù)據(jù)也可以應(yīng)用于熔巖管的探測(cè)。
龐大的熔巖管帶給人類無限想象
由于洞穴具有天然的庇護(hù)條件，地球上的洞穴自然成為了古人的棲息地和庇護(hù)所，而月球、火星上的熔巖管讓科學(xué)家們提出大膽的設(shè)想：這里能否成為人類在太空中生存的基地?
相對(duì)于行星表面，位于地下的熔巖管可以提供一個(gè)相對(duì)安全的空間環(huán)境。熔巖管表層覆蓋的風(fēng)化層和巖石可以在一定程度上屏蔽宇宙射線的影響，也可使熔巖管內(nèi)部空間免受微隕石的撞擊與破壞。同時(shí)，熔巖管內(nèi)部也可以提供較為穩(wěn)定的溫度環(huán)境，行星表面晝夜溫差極大，但由于熔巖管內(nèi)無陽(yáng)光直射，且其表面覆蓋的風(fēng)化層和巖石等有良好的隔熱性，熔巖管內(nèi)部溫度較為穩(wěn)定。此外，熔巖管本身也可以提供潛在的各種資源，比如存在于熔巖管中沉積物內(nèi)的水冰、微生物等。
除了以上的天然優(yōu)勢(shì)外，要想在熔巖管內(nèi)建立外太空基地還需要考慮熔巖管本身結(jié)構(gòu)是否穩(wěn)定，以及能否提供足夠大的空間容納基地建筑。現(xiàn)有觀測(cè)數(shù)據(jù)表明，月面熔巖管頂部的厚度可達(dá)數(shù)十米，有些熔巖管的寬度可達(dá)數(shù)千米，承載的負(fù)荷更大，擁有更大的地下空間。
熔巖管似乎讓旅居月球或火星變得不再遙不可及。隨著科技水平的提升和對(duì)月面資源利用的需求加大，開展對(duì)熔巖洞穴的探測(cè)顯得重要且迫切。
從2012年以來，歐洲航天局與一些歐洲的大學(xué)合作開展了宇航員培訓(xùn)項(xiàng)目，主要培訓(xùn)學(xué)員探索地下系統(tǒng)與行星地質(zhì)學(xué)的能力，共有36名宇航員接受了在洞穴中徒步行走的培訓(xùn)。研究人員指出，此次研究為行星探索開啟了一個(gè)全新的角度，將火星和月球的地表下方作為未來探索的重點(diǎn)。
如今各國(guó)都對(duì)行星上的洞穴和熔巖管產(chǎn)生了濃厚的興趣。“目前月球上已發(fā)現(xiàn)了三百多個(gè)潛在的熔巖洞穴口，而火星上則高達(dá)一千多個(gè)。”龔盛夏說。
未來，或許會(huì)有人生活在月球、火星的地表下。
