ธรณีวิทยาสุดขั้วบนโลกเป็นเบาะแสถึงสิ่งที่เราสามารถพบได้ทั่วทั้งระบบสุริยะ ทว่านักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ที่มหาวิทยาลัยแอริโซนาในทูซอนกำลังสำรวจสภาพแวดล้อมที่สร้างขึ้นแตกต่างกันมาก: โครงสร้างแปลก ๆ ที่สร้างขึ้นโดยภูเขาไฟบนโลกทั่วทั้งระบบสุริยะตั้งแต่โลกถึงดาวอังคารไปจนถึงดวงจันทร์
และเขากำลังใช้กล่องเครื่องมือเทคนิคที่หลากหลายผิดปกติ ซึ่งรวมถึงโครงข่ายประสาทเทียมที่ใช้ในปัญญาประดิษฐ์และการทำแผนที่ภาคสนามทางธรณีวิทยาที่ล้าสมัย
Laura Kerber นักธรณีวิทยาดาวเคราะห์ที่ห้องปฏิบัติการ Jet Propulsion ของ NASA ในเมือง Pasadena รัฐแคลิฟอร์เนียกล่าวว่า “เขาเคลื่อนไหวไปมาระหว่างโลกอยู่ตลอดเวลา” “นี่เป็นหนึ่งในสิ่งพิเศษเกี่ยวกับตัวเขา”
ครอสโอเวอร์แห่งแรกของแฮมิลตัน
ซึ่งเปลี่ยนจากสถาปัตยกรรมเป็นธรณีวิทยาในฐานะนักศึกษาระดับปริญญาตรีที่มหาวิทยาลัยดัลฮูซี ในเมืองแฮลิแฟกซ์ รัฐโนวาสโกเชีย มีเหตุผลบางประการ “พิมพ์เขียวและแผนที่ทางธรณีวิทยามีความคล้ายคลึงกันเป็นพิเศษ” แฮมิลตันวัย 39 ปีกล่าว แต่ละคนสามารถบอกคุณได้ว่าอะไรอยู่ที่นั่นมาก่อน มีการสร้างบางสิ่งขึ้นมาอย่างไร และจะรื้อถอนได้อย่างไร
นั่นคือสิ่งที่ลาวาซึ่งเป็นส่วนพื้นฐานในการสร้างดาวเคราะห์บนพื้นโลกเข้ามา เพื่อทำความเข้าใจว่าภูมิประเทศของภูเขาไฟจากโลกอื่นก่อตัวอย่างไร นักวิทยาศาสตร์ต้องมองเข้าไปใกล้บ้านมากขึ้นก่อน โดยเห็นว่ารูปร่างลาวามีลักษณะอย่างไรบนโลกที่ทำหน้าที่เป็นจุดยืนสำหรับภูมิประเทศของมนุษย์ต่างดาว
ตัวอย่างเช่น ไอซ์แลนด์ “เป็นสถานที่นอกโลกจริงๆ” แฮมิลตันกล่าว ระหว่างเรียนมหาวิทยาลัย เขาใช้เวลาหนึ่งปีในการศึกษาและทำแผนที่โครงสร้างภูเขาไฟที่ฝังอยู่ใต้ผ้าห่มหนาทึบของมอสสีเขียวมรกต โครงสร้างเหล่านี้เป็นเศษซากของการปะทุของภูเขาไฟที่ใหญ่ที่สุดแห่งหนึ่งในประวัติศาสตร์ที่บันทึกไว้
ประมาณ 240 ปีที่แล้ว ภูเขาไฟ Laki ตื่นขึ้นด้วยความโกรธ ส่งลาวาที่หลอมเหลวไหลผ่านภูมิประเทศ เมื่อลาวาเจอแหล่งน้ำอย่างหนองบึงหรือทะเลสาบ บูม! การระเบิดของไอน้ำอันทรงพลังทำให้เกิดรอยบุบลึกในพื้นดิน นักวิทยาศาสตร์เรียกโครงสร้างที่เหมือนปล่องภูเขาไฟเหล่านี้ว่าโครงสร้างที่ไม่มีรากของภูเขาไฟหรือโคน เพราะพวกมันไม่ได้เชื่อมต่อกับแหล่งหินหนืดใต้ดินใดๆ
ดาวอังคารมีภูมิประเทศที่คล้ายกัน
ภาพแรกๆ ของดาวเคราะห์สีแดงบ่งชี้ว่าพื้นดินเกลื่อนไปด้วยสิ่งปลูกสร้างที่ไม่มีราก ทำให้เป็นเบาะแสที่น่ายั่วยวนใจถึงอดีตที่เป็นน้ำของดาวเคราะห์ แฮมิลตันได้ทำการศึกษาคุณสมบัติเหล่านี้เป็นจุดสนใจของปริญญาเอกของเขา การวิจัยที่มหาวิทยาลัยฮาวาย Manoa
การทำงานร่วมกับที่ปรึกษา Sarah Fagents แฮมิลตันทำแผนที่ 167 กลุ่มของกรวยที่ไม่มีรากบนดาวอังคาร นักวิจัยคาดการณ์ว่าโครงสร้างดังกล่าวเกิดขึ้นเมื่อลาวาไหลผ่านภูมิภาคนี้เมื่อประมาณ 250 ล้านถึง 75 ล้านปีก่อน ลาวามีปฏิสัมพันธ์กับน้ำแข็งปริมาณมหาศาลที่การจำลองแนะนำว่าถูกฝังอยู่ใต้พื้นผิวอย่างน้อย 42 เมตร ปฏิสัมพันธ์เหล่านั้นอาจสร้างระบบไฮโดรเทอร์มอลที่มีอายุสั้นซึ่งอาจเป็นสภาพแวดล้อมที่เอื้ออาศัยได้สำหรับจุลินทรีย์ นักวิจัยตั้งสมมติฐานในปี 2010 ในวารสาร Journal of Geophysical Research: Planets
“เขาเป็นคนอยากรู้อยากเห็นและกระหายความรู้มาก” Fagents กล่าว “เขามีความสามารถในการเจาะลึกปัญหาได้อย่างแท้จริง และเขาก็ไม่กลัวที่จะกระโดดเข้าสู่พื้นที่ใหม่”
ในความเป็นจริง เมื่อจบปริญญาเอก แฮมิลตันกำลังคิดถึงสภาพแวดล้อมที่ไม่คุ้นเคย “ผมไม่อยากโฟกัสแค่ที่เดียว” เขากล่าว “ฉันต้องการเข้าใจว่ากระบวนการทางธรณีวิทยาที่แตกต่างกันทำงานอย่างไรทั่วทั้งระบบสุริยะ” ที่ศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดของนาซ่าในเมืองกรีนเบลท์ รัฐแมริแลนด์ ตั้งแต่ปี 2554 ถึง พ.ศ. 2557 แฮมิลตันหันความสนใจไปที่กระบวนการภูเขาไฟนอกโลกอื่นๆ
โครงการหนึ่งมุ่งเน้นไปที่ดวงจันทร์ชั้นในสุดของดาวพฤหัสบดี Io ที่ลุกเป็นไฟ ซึ่งเป็นวัตถุภูเขาไฟที่มีการปะทุมากที่สุดในระบบสุริยะ นักวิจัยคิดมานานแล้วว่าภูเขาไฟที่รุนแรงของไอโอเป็นผลจากสิ่งที่เรียกว่า “ความร้อนขึ้นน้ำลง” ของดวงจันทร์ที่คาดว่าน่าจะแข็ง แรงโน้มถ่วงที่แข่งขันกันจากดวงจันทร์สองดวงที่อยู่ใกล้เคียง และดาวพฤหัสบดีเองก็บีบและยืด Io และทำให้ภายในร้อนขึ้น แต่สมมติฐานนั้นไม่ได้อธิบายการผลิตความร้อนของไอโอได้ครบถ้วน แฮมิลตันแสดงให้เห็นในปี 2015 ว่าการสังเกตจับคู่กับการจำลองได้ดีกว่าถ้า Io ถูกพิจารณาว่าเป็นของเหลวบางส่วน
วันนี้ แฮมิลตันเป็นผู้นำกลุ่มวิจัยที่ศึกษากระบวนการของภูเขาไฟบนโลกเพื่อทำความเข้าใจว่ากระบวนการเหล่านี้สามารถกำหนดรูปร่างพื้นผิวของโลกอื่นได้อย่างไร ทีมงานกำลังจัดทำข้อเสนอต่อ NASA เพื่อศึกษาการให้ความร้อนจากคลื่นยักษ์ของ Io อย่างละเอียดยิ่งขึ้นด้วยความช่วยเหลือของอัลกอริธึมของคอมพิวเตอร์ที่สามารถระบุรูปแบบของความร้อนขึ้นน้ำลงที่จับได้จากภาพถ่ายดาวเทียมหลายแสนภาพ
