Как передовые технологии могут помочь обнаружить скрытые метеориты в Антарктиде

Когда дело доходит до охоты на метеориты, Антарктида это место быть. На самом базовом уровне целый континент, в значительной степени покрытый бело-голубым льдом, обеспечивает визуальный контраст, который немного облегчает обнаружение темных космических камней, а некоторые ледяные процессы имеют тенденцию накапливаться. метеориты в богатые вены, известные как зоны выброса метеоритов.

Тем не менее, это целый гребаный континент. Несмотря на то, что ученые используют аэрофотосъемку и подобные методы, многие миссии по поиску метеоритов заканчиваются с пустыми руками или дают неутешительные результаты. Они полагаются на удачу.

То, что действительно могло бы пригодиться ученым, — это действительно хорошая карта мест, где метеориты, скорее всего, будут найдены, и благодаря новому исследованию, опубликованному в пятницу в журнале. Научные достижения, у них может быть один в ближайшее время. Исследователи обучили алгоритм машинного обучения на изображениях участков Антарктиды, богатых и бедных метеоритами, и обнаружили, что он может идентифицировать зоны выброса метеоритов с точностью более 80 процентов.

Хотя это еще предстоит проверить в полевых условиях, исследователи надеются, что их карта, созданная с помощью алгоритма, поможет ученым находить больше антарктических метеоритов с большей эффективностью. Метеориты предлагают ученым-планетологам возможность изучать раннюю Солнечную систему без необходимости путешествовать за пределы планеты — теперь все, что им нужно сделать, это взять карту сокровищ в Антарктиду.

Какие новости?- После обучения своего алгоритма машинного обучения исследователи обнаружили, что он может идентифицировать почти 83 процента известных зон падения метеоритов в Антарктиде. Он также предсказал существование ранее неизвестных зон, богатых метеоритами, некоторые из которых находятся рядом с существующими антарктическими исследовательскими станциями, чтобы исследователи могли следить за предсказаниями алгоритма.

Кроме того, учится первый автор и докторант в Свободном университете Брюсселя в Брюсселе. Вероника Толленаар рассказывает Обратный«Наши анализы показывают, что на ледяном щите все еще есть много метеоритов, которые мы могли бы собрать», при этом было обнаружено только около 15 процентов существующих метеоритов.

Как они это сделали — Генезис нового исследования лежит в миссии по охоте за метеоритами, предпринятой много лет назад соавтором Толленаара. Гарри Зеколлари, ныне профессор гляциологии в Швейцарской высшей технической школе Цюриха, а затем научный сотрудник Делфтского технологического университета в Нидерландах. Вернувшись в Делфт, он встретил тогдашнего аспиранта Толленаара. Зеколлар начал задаваться вопросом, почему метеориты были сосредоточены в районе, который он посетил; Толленаар предложил использовать методы машинного обучения, чтобы ответить на этот вопрос.

«Мы первые исследователи, которые применили подход, основанный на данных, в этом поиске и получили результат по всему континенту», — говорит Толленаар.

Толленаар и ее коллеги обучили свой алгоритм тысячам «ячеек», наблюдениям с разрешением 450 метров за известными зонами выброса антарктических метеоритов и миллионами областей с неизвестным содержанием метеоритов. В модели учитывались такие факторы, как температура поверхности, уклон поверхности и показания радара для определения типа льда — все факторы, связанные с процессами, которые, как считается, концентрируют метеориты в одних частях антарктического льда, а не в других.

Полученная модель не идеальна, говорит Толленаар, но «тем не менее, она очень помогает при определении приоритетов метеоритных миссий».

Что важного в находке?— Есть три причины охотиться за метеоритами в Антарктиде.

Во-первых, их легко заметить из-за их цветового контраста с лежащим под ними льдом, а во-вторых, «существует механизм концентрации, связанный с потоком льда, который сближает метеориты на относительно ограниченных участках», — говорит Толленаар. Эти области выброса метеоритов обычно находятся в районах голубого льда, и «ученые охотились за метеоритами после открытия механизма концентрации после случайных находок метеоритов в районе голубого льда в 1969 году японской командой».

Но в-третьих, холодные условия сохраняют метеориты, что важно, потому что ученые охотятся за ними не просто ради забавы. «Они содержат важную информацию о происхождении и эволюции нашей Солнечной системы», — говорит Толленаар.

В 1996 году ученые, изучающие Метеорит Аллан Хиллз 84001 (ALH 84001) объявили, что они, возможно, нашли доказательства существования внеземной жизни, поскольку установлено, что метеорит прилетел с Марса. Хотя в конечном итоге было установлено, что это открытие было ложной тревогой в отношении признаков марсианской жизни, в принципе это не невозможно — метеорит, несущий признаки жизни на другой планете, все еще может быть погребен под антарктическим льдом.

Что дальше?- Толленаар и ее коллеги поделились своим кодом и данными с другими учеными, и исследовательское сообщество начнет использовать их работу и улучшать ее. Она надеется использовать больше данных с высоким разрешением и дронов в полевых условиях, чтобы повысить точность модели.

Но, конечно же, настоящее испытание и перспектива работы заключаются в том, чтобы поставить сапоги на лед и собрать новые метеориты там, где, как предсказывает алгоритм, они поджидают.

«Бельгийская метеоритная миссия в этом году была отменена из-за коронавируса, но мы начинаем первые приготовления к потенциальной миссии в следующем году», — говорит Толленаар. «Если это случится, мы принесем карту сокровищ!»

Абстрактный — Метеориты дают уникальный взгляд на происхождение и эволюцию Солнечной системы. Антарктида является наиболее продуктивным регионом для извлечения метеоритов, где эти внеземные породы концентрируются в зонах выброса метеоритов. На сегодняшний день районы голубого льда, содержащие метеориты, в основном идентифицируются по счастливой случайности и в ходе дорогостоящих разведывательных миссий. Здесь мы выявляем богатые метеоритами районы, комбинируя самые современные наборы данных в алгоритме машинного обучения, и предоставляем общеконтинентальные оценки вероятности обнаружения метритов в любом заданном месте. В результате набор ок. 600 зон выброса метеоритов с оценочной точностью более 80% показывают наличие неисследованных зон, некоторые из которых расположены недалеко от исследовательских станций. Наш анализ показывает, что на сегодняшний день было извлечено менее 15% всех метеоритов на поверхности антарктического ледяного щита. Подход, основанный на данных, значительно облегчит поиск оставшихся метеоритов скоординированным и экономически эффективным способом.