Våldsam och destruktiv, aktiva vulkaner bör fruktas och undvikas. Än, dessa geologiska kittlar exponerar pulsen från många planeter och månar, ger ledtrådar till hur dessa kroppar utvecklades från kemiska soppor till de komplexa system av gaser och stenar vi ser idag.

Att gräva fram dessa ledtrådar är det som motiverar planetforskare från NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, att ge sig ut på ogästvänliga platser på denna planet som de flesta försöker undvika:pyrande lavafält och glaciärtäckta vulkaner.

"Du kan använda geovetenskap för att studera vulkaner på den här planeten och sedan tillämpa den kunskapen på månen, Mars och andra kroppar, " sa Patrick L. Whelley, en Goddard planetgeolog. "Plus, vi har inte lyxen att se vulkanutbrott på nära håll någonstans förutom jorden."

Det som är tydligt med vulkaner på den här planeten är att jorden skulle ha varit öde utan dem. Genom att rapa smält sten på dess yta inifrån, dessa underjordiska ugnar hjälpte till att bygga jordens kontinenter. Dessutom, de släppte ut gaser som hjälpte till att bilda våra hav och vår atmosfär för miljarder år sedan – två egenskaper som gjorde att livet kunde frodas här. Till denna dag, vulkaner hjälper till att hålla jorden varm, blöt och beboelig.

Kan vulkaner ha spelat en liknande roll på andra himlakroppar? Gör de fortfarande?

Det här är några av frågorna Whelley och hans kollegor försöker svara på genom att studera sammansättningen och geometrin hos jordens vulkaner och lavan de spyr ut. Ju bättre vi förstår jorden, de resonerar, desto skarpare kommer resten av solsystemet att hamna i fokus.

Det finns många bevis på att vulkaner sprider solsystemet. De mörka fläckarna på månen, där vulkaner är inaktiva, är gjorda av lava som stelnade för miljarder år sedan. Mars har solsystemets största (även om, nu, troligen inaktiva) vulkaner. Merkurius är värd för rester av vulkaner som förlorade ånga för miljarder år sedan; Venus gör, för, även om dess vulkaner kan vara aktiva idag.

Vissa solsystemsvulkaner, förutom våra egna, uppenbarligen bryter ut. Jupiters måne, Io, är ett vulkaniskt underland, med hundratals aktiva plymer. Europa, ännu en joviansk måne, verkar ha aktiva ventiler som skjuter vattenånga genom sprickor i isskalet som omsluter månen.

Faktiskt, Europa är ett spännande fall. Forskare tror att det är en av de starkaste kandidaterna för utomjordiskt liv eftersom det hyser ett flytande vattenhav - eller ett smörjmedel för livets viktigaste processer - som kan vara full av svavel och andra element som levande varelser behöver. Europas hav är möjligen upp till dubbelt så stort som jordens i volym. Forskare hoppas kunna studera Europa närmare under de kommande åren genom att skicka en rymdfarkost, kallas Europa Clipper, att studera den spruckna månen från Jupiters omloppsbana.

Vissa forskare hoppas också kunna skicka en landare för att undersöka isen på Europa på jakt efter kemiska ledtrådar, kallade biosignaturer, som kan avslöja om månen kan hysa liv.

Men först, de måste öva på att leta efter liv i avlägsna och hårda områden på jorden. Goddard-forskare gjorde det i somras genom att resa till en plats på Island som är det närmaste vi någonsin kan komma på jorden att replikera Europa, vandring i flera kilometer till en glaciärtäckt vulkanisk region som heter Vatnajökull.

"Dessa typer av isiga miljöer är sällsynta, så de är väldigt fascinerande, sa Dina Bower, en Goddard-astrobiolog. Vatnajökull, hon förklarade, erbjuder forskare en sällsynt möjlighet att observera kemin som utvecklas när geotermisk värme interagerar med is, som det gör på Europa.

Bower testade en teknik på Island som heter "Raman-spektroskopi, " med hjälp av ett handhållet instrument som liknar en prisskanner för att mäta spridningen av ljus från is för att lära sig vad ytan är gjord av. En liknande teknik skulle en dag kunna hjälpa rymdfarkoster på Europa att identifiera kemiska signaturer av liv i dess is och hav. För nu, Bowers Raman-spektrometer hittade lav, som är samhällen av svampar och andra mikrober, bor i isen, troligen avsatt där av vulkanisk aska. Hon hittade också olika arter av denna härdiga organism som frodas på lavan.

Lava är också av intresse för Goddard-forskare, så det hjälper att Island är ett lavaparadis. Verkligen, ön bestod under de senaste 15 till 20 miljoner åren av härdad lava från ständiga vulkanutbrott. Detta gör ön till en bra proxy för planeter som Mars, för, som, som Island, är täckta av en vulkanisk sten som kallas basalt.

På Island, Goddards planetgeologer besökte också höglandsregionen, nära Vatnajökull, att undersöka en stor, färskt lavafält som kallas Holuhraun. Lava bröt ut från sprickor i marken där och rann över 85 kvadratkilometer (53 kvadrat miles) i ett historiskt utbrott mellan 2014 och 2015. Nu, i sitt tredje besök i den stora utbrottsventilen i Holuhraun, planetgeologer försökte dokumentera hur terrängen hade förändrats sedan deras senaste besök.

"Utloppet är fortfarande förnedrande på ett spektakulärt sätt", sa Jacob Richardson, en Goddard planetgeolog, anspelar på de aktiva stenfallen utanför ventilationsväggarna. "Denna erosion är ett tecken på att vulkaniska ventiler tar mer än bara ett par år att slå sig ner; de kan ta decennier."

Whelley, Richardson och deras team mätte hur mycket värme lavan fortfarande släpper och hur den hårdnande lavan förändrar det lokala landskapet, information som kommer att ge sammanhang för framtida observationer av befintliga eller gamla vulkaner på olika himlakroppar.

"Vi får sällan se färska avlagringar någonstans i solsystemet; vi tittar alltid på miljarder år gammal lava, " sa Whelley. "Men om du kan säga hur mycket värme det var i ett givet utbrott under en planets historia, du kanske kan bestämma i vilken takt planeten blev av med värme. Detta, i tur och ordning, kommer att berätta för oss hur länge det producerade vulkanutbrott som släppte ut gaser som bibehöll dess atmosfär, som möjliggjorde förutsättningar för liv på planeten."

Även om Mars aldrig hade förhållanden lämpliga för liv på dess yta, trots vulkanutbrott, livet kunde ha blomstrat under, NASA-forskare misstänker. Under Mars yta kan det finnas vatten, plus skydd mot hård solstrålning, och värme från närliggande magmakamrar, sa Richardson.

"Om du bara tittar på den yta vi kan se idag, du kommer att förlora mycket av historien om hur dessa planeter utvecklades, " han sa.

Det är därför NASA kommer att släppa sin InSight-landare på Mars yta den 26 november, 2018 för att lyssna efter skakningar på Elysium Planitia, ett vulkanfält som liknar Holuhraun, att studera planetens skorpa, mantel, och kärna.

Sålänge, Goddard-forskare kommer att fortsätta jaga efter hemligheterna kring utvecklingen av vår hemplanet och dess invånare – ett idealiskt laboratorium för att studera kosmos.