SCIENZA E RICERCA
Lava tubes e il futuro delle esplorazioni spaziali su Luna e Marte
Esplorazione di un tubo lavico nel sottosuolo di Lanzarote (Foto: ESA/Luca Ricci)
Un ambiente protetto che potrebbe ospitare le future basi spaziali: sono i lava tubes - grotte formate dall'escavazione della lava, note anche come tubi lavici - che sono presenti sulla Terra, così come sulla Luna e su Marte. Le nuove conoscenze acquisite in questo campo costituiscono un cambio di paradigma nell'esplorazione spaziale, il cui obiettivo sarà il sottosuolo della Luna e di Marte.
Dopo anni di ricerche coordinate da Francesco Sauro, speleologo, direttore dei corsi CAVES e PANGEA dell'ESA e professore al Dipartimento di Scienze Biologiche, Geologiche e Ambientali dell'Università di Bologna, e da Riccardo Pozzobon, geologo planetario del Dipartimento di Geoscienze dell'Università di Padova, i risultati sono stati pubblicati sulla rivista scientifica Earth Science Reviews.
L'osservazione di questi tubi lavici al di fuori del nostro pianeta è stata possibile grazie alle immagini ad alta risoluzione fornite dalle sonde interplanetarie: "La presenza di tali condotti è spesso evidenziata da allineamenti sinuosi di cavità e collassi nei tratti in cui la volta della galleria ha ceduto", spiega Francesco Sauro. "Questi collassi, di fatto, costituiscono anche potenziali ingressi o finestre sul sottosuolo. Più in generale, i lava tubes presentano espressioni morfologiche superficiali che hanno notevoli somiglianze con i loro analoghi terrestri, molti dei quali già esplorati dagli speleologi, come nel caso delle Hawaii, delle Isole Canarie, di Australia e Islanda".
Dalle immagini satellitari stereoscopiche assieme alle altimetrie laser acquisite dalle sonde planetarie sono stati creati dei modelli digitali del terreno (DTM), che permettono di studiare i volumi e le morfologie delle porzioni collassate dei lava tubes. "I dati ottenuti sono stati confrontati con rilievi topografici di morfologie di collasso presenti sulla superficie terrestre e con spettacolari scansioni laser dell'interno dei tubi lavici di Lanzarote e delle Galapagos - aggiunge Riccardo Pozzobon - questo ha permesso di fornire un vincolo sulle relazioni tra collassi e porzioni di cavità sotterranee ancora intatte".
Grazie all'utilizzo di questa tecnologia è stato scoperto che le dimensioni dei tubi lavici sono molto diverse nei tre corpi celesti: se sulla Terra raggiungono i 10-30 metri di diametro, si presentano 100 volte più grandi su Marte e addirittura 1000 volte sulla Luna. L'aumento di dimensioni, che comporta la stima fino a 1 miliardo di metri cubi sulla Luna, è impressionante ed è dovuto agli effetti che la minore gravità comporta sull'attività vulcanica. "Si tratta di condotti che possono raggiungere lunghezze superiori ai 40 chilometri, che potrebbero fornire spazio a sufficienza per ospitare intere basi planetarie per l'esplorazione umana della Luna", sottolinea Riccardo Pozzobon. "Queste cavità sono talmente enormi da arrivare a contenere il centro storico della città di Padova".
Come spiega Matteo Massironi, professore di Geologia strutturale e planetaria del Dipartimento di Geoscienze dell’Università di Padova, "l'implicazione più importante di questo studio è che, anche se nel caso della Luna i condotti hanno dimensioni impressionanti, a causa della bassa gravità la loro volta si trova entro la soglia di stabilità”. "Ciò significa che la maggior parte dei tubi lavici al di sotto dei maria basaltici della Luna sono tuttora intatti".
Come si può osservare nel caso di Marius Hill, i collassi sembrano essere stati causati da impatti di asteroidi che hanno perforato la volta del condotto, fornendo accesso ad una di queste gigantesche cavità sotterranee.
Un altro aspetto importante dei lava tubes sta nel fatto che creano un ambiente protetto: forniscono protezione dalla radiazione cosmica e solare, riparano dai micrometeoriti che impattano costantemente la superficie dei corpi planetari, creano un ambiente interno a temperatura controllata che non è soggetta a variazioni nel corso del dì e della notte. "Per questi motivi le agenzie spaziali stanno mostrando crescente interesse per le grotte planetarie e i tubi lavici in vista di possibili future esplorazioni sulla superficie della Luna - anche relative al progetto Artemis della NASA - e, nel caso di Marte, per la ricerca di segni di vita presente o passata nel sottosuolo”, conclude Francesco Sauro.
