Formazione di astronauti Esa in tunnel di lava terrestre a Lanzarote, durante il corso Pangea 2016. Crediti: Esa/L. Ricci
Due ricerche presentate al Congresso europeo di scienze planetarie (Epsc 2017) si sono occupate di tunnel di lava (lava tubes), grotte sotterranee create dall’attività vulcanica. Il primo studio ha mostrato come queste cavità – particolarmente interessanti come habitat protetti per l’esplorazione spaziale – su Marte e Luna possano raggiungere dimensioni molto più grandi rispetto alla Terra, presumibilmente a causa della minore gravità presente.
Un ulteriore studio indica la strada per costruire uno strumento per la prossima generazione di sonde lunari che, utilizzando un radar, sarà in grado di individuare queste strutture sotto la superficie della Luna.
I tunnel di lava si formano quando flussi di lava di bassa viscosità scorrono abbastanza vicino alla superficie, sviluppando una crosta dura che si ispessisce fino a creare un tetto sopra il torrente di lava; oppure quando la lava in risalita dalla camera magmatica si fa strada nelle fessure esistenti tra strati di roccia o cavità prodotte da precedenti flussi, lasciando dietro di sé una vasta rete di gallerie collegate.
Le reti di grotte scavate dalla lava possono raggiungere sulla Terra fino a 65 chilometri di sviluppo. Sulla Luna e su Marte sono state osservate file allineate di depressioni, interpretate come pozzi di collasso e lucernari di lava, che provano l’esistenza di cavità laviche anche su quei corpi celesti. Recentemente, la missione Nasa Grail ha fornito dati gravimetrici dettagliati della Luna, scoprendo la presenza di enormi vuoti nel sottosuolo di antichi depositi vulcanici.
Controllo della composizione minerale di alcune rocce durante il corso di formazione Pangea per astronauti Esa nei tunnel di lava terrestre a Lanzarote. Crediti: Esa/L. Ricci
Ora, ricercatori dell’Università di Padova e dell’Università di Bologna hanno effettuato il primo confronto sistematico dei tunnel di lava di Terra, Luna e Marte, basandosi su modelli digitali del terreno ad alta risoluzione.
«Il confronto tra gli esempi terrestri, lunari e marziani evidenzia che, come ci si potrebbe aspettare, la gravità ha un grande effetto sulle dimensioni dei tubi di lava», spiega Riccardo Pozzobon dell’Università di Padova, che ha presentato la ricerca. «Sulla Terra queste grotte possono avere fino a trenta metri di diametro. Nell’ambiente di bassa gravità di Marte abbiamo la prova di tubi di lava da 250 metri di larghezza. Sulla Luna, questi tunnel potrebbero essere larghi più di un chilometro e lunghi molte centinaia di chilometri».
Secondo il ricercatore, questi risultati hanno implicazioni importanti per l’esplorazione umana della Luna, ma anche per la ricerca di vita extraterrestre su Marte. I tunnel di lava costituiscono infatti ambienti schermati dalle radiazioni cosmiche e protetti dal flusso costante di micro-meteoriti. Inoltre, sono anche sufficientemente grandi da poter potenzialmente ospitare degli insediamenti umani di dimensioni significative.
Rappresentazione artistica dello strumento radar per sondare la presenza di tunnel di lava sotto la superficie lunare. Credit: Nasa/U. Trento
Tuttavia, i sistemi di rilevamento attuali non sono in grado di effettuare direttamente misurazioni sotto la superficie e quindi non possono rilevare e caratterizzare i tubi di lava extraterrestri.
A questo scopo, Leonardo Carrer e colleghi dell’Università di Trento hanno presentato uno studio di fattibilità per un sistema radar specificamente progettato per rilevare tunnel di lava sulla Luna dall’orbita. Il radar scandaglia il sottosuolo lunare con onde elettromagnetiche a bassa frequenza, rilevando i segnali riflessi. Questo strumento radar potrebbe determinare con precisione la composizione fisica, la dimensione e la forma delle grotte lunari, ottenendo una mappa globale della loro posizione.
«Gli studi che abbiamo sviluppato mostrano che un sistema di scandaglio a multi-frequenza è la migliore opzione per il rilevamento di tunnel di lava di dimensioni molto diverse», spiega Carrer. «Le simulazioni mostrano che i flussi di lava hanno impronte elettromagnetiche uniche, che possono essere rilevate dall’orbita indipendentemente dal loro orientamento rispetto alla direzione di movimento del radar. Di conseguenza, una missione che trasportasse questo strumento consentirebbe un passo cruciale verso la ricerca di un habitat sicuro sulla Luna per la colonizzazione umana».
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