Güneş sistemimizin derin geçmişini ortaya çıkarmak

Belçikalı-Hollandalı bir bilim insanı ekibi, Antarktika’da göktaşlarının nerede bulunabileceğini gösteren ilk “hazine haritasını” yarattı. Meteoritler, uzaydan düştükten sonra Dünya yüzeyinde bulunabilen taş benzeri malzeme parçalarıdır.

Dünyanın kayalarından farklı olarak, göktaşları gezegenimizin aşınmasından ve volkanizmasından korunmuştur ve bu nedenle göktaşları olarak kabul edilir. paha biçilmez arşivler güneş sistemimizin en erken evrelerinden. Oysa kayalar, gezegenimizin ilk yarım milyar yılı hakkında bize hiçbir şey söylemiyor. 4.55 milyar yıllık varoluş, asteroit kuşağındaki çoğu göktaşı, 4,6 milyar yıl öncesine geri dönmemize izin veriyor. Antarktika’da kaydedilen meteorların büyük çoğunluğu asteroit kuşağından geliyor ve yaklaşık %1’i Ay ve Mars’tan geliyor.

Antarktika’daki meteorlar

Meteoritler düzenli olarak Dünya yüzeyine düşer: Fransa’da Her yıl ağırlığı 10 gramdan fazla olan yaklaşık 50 göktaşı yağıyor. Bununla birlikte, onları sabitlemek samanlıkta iğne aramak gibidir ve bilim adamları göktaşı kurtarma kampanyaları çoğu zaman eli boş döner.

Buna karşılık, uzak Güney Kutbu’ndaki göktaşlarını izlemek şaşırtıcı derecede kolaydır. Bunun nedeni, belirli buz akışı ve meteorolojik modellerin meteoritleri, meteorit büküm bölgeleri olarak bilinen oldukça küçük alanlarda havuza yönlendirdiği, yoğunlaştırma mekanizması olarak bilinen bir ilkedir.

Antarktika’ya meteorlar düştüğünde, genellikle kendilerini buz tabakasının içinde bulurlar ve okyanuslara doğru sürüklenirler. Bu, bazılarının buzu bir “doğal konveyör bant” meteorlar için. Bazen buz tabakasının altına gizlenmiş olan dağlar yollarına çıkabilir ve onları buz tabakasının yüzeyine doğru yönlendirebilir.

Meteoritler her zaman rüzgarın kardan toz alıp mavi renkli bir buzu açıkta bıraktığı alanların yüzeyinde bulunur. Bu tür bölgeler mavi buz alanları olarak bilinir. Meteorlar her zaman bu tür alanlarda kaydedilse de, hepsi onları içermez.

Göktaşı açısından zengin, mavi buzlu bir bölge tespit edildiğinde, buzun açık tonlarına karşı koyu renkli taşları tespit etmek nispeten kolaydır. Antarktika’daki göktaşı aramalarının başarısı benzersizdir: Dünya’nın kurtarılan meteorlarının %60’ından fazlası Antarktika buz tabakasında bulunurlar. Ve potansiyel büyük ölçüde kullanılmamış durumda: Bugüne kadar, tüm Antarktika mavi-buz bölgelerinin sadece bir kısmı, değişen derecelerde başarı ile meteorlar için kontrol edildi.

Nerede aranacağını belirleme

Göktaşlarını nerede arayacağımızı belirlemek için, öncelikle göktaşı bakımından zengin bir mavi buz alanını göktaşı olmayan bir bölgeden neyin ayırt ettiğini anlamamız gerekir. Bu amaçla çok sayıda veri mevcuttur: göktaşlarının yeri ve keşfedildiği yıl özel bir yerde saklanır. meteoritik bülten veritabanı. Bilim adamları ayrıca, 1969’da konsantre etme mekanizmasının keşfinden bu yana gerçekleştirilen bazı başarılı ve başarısız göktaşı misyonlarını detaylandıran saha raporlarına da erişebilirler.

Şimdiye kadar, nerede arama yapılacağına karar vermek az sayıda uzman tarafından yürütülen bir görevdi. Bu, göktaşı kurtarma görevlerinde çok büyük bir insan faktörü olduğu anlamına gelir ve Fransa’nın yaklaşık 25 katı büyüklüğünde bir kıtadaki her bir bölgenin potansiyelini değerlendirmek mümkün değildir. Ekibimiz, genellikle pahalı ve lojistik açıdan karmaşık görevlerin planlanmasına yardımcı olmak için, olası göktaşı büküm bölgelerini gösteren bir harita geliştirdi.

Gerçek dünyadan gözlemlenen dünyaya

Göktaşı yapmak için “Hazine haritası,” gerçek dünyayı gözlemlenebilir sayılara çevirmek zorundaydık. Bu amaçla, mavi buzlu alanlar ve yakın çevrelerine 450 x 450 metre boyutlarında bir hücre ızgarası uyguladık.

Bir ızgara hücresi içinde göktaşlarının bulunduğu durumlarda, ızgara hücresi “pozitif” olarak etiketlenir. Kalan ızgara hücreleri etiketlenmeden bırakılır. Her hücre, yüzey sıcaklığı, buz akış hızı, yüzey örtüsü türleri veya eğim dahil olmak üzere uydu ve radar gözlemlerinden alınan bilgileri içerir. Bu tür veriler, göktaşlarını nerede bulabileceğimizi tahmin etmemizi sağlar.

Kıta çapında tahminler için makine öğrenimi

Makine öğrenimi ve istatistiksel modeller, bu çeşitli gözlemleri birleştirmemize ve verilerle ilgili nihai belirsizlikleri hesaba katmamıza olanak tanır. Tahmin algoritmasının performansı, birkaç yineleme yoluyla optimize edilir. Algoritmanın tahminleri, meteor taşı olup olmadığı bilinen çeşitli alanlara karşı kontrol edilir.

Algoritmanın çalışması birkaç aşamaya ayrılabilir. İlk olarak, algoritma tipik bir pozitif veya etiketlenmemiş ızgara hücresini neyin oluşturduğunu öğrenir. Algoritma, farklı ızgara hücreleriyle ilgili verileri öğrendikten sonra, etiketlenmemiş bir ızgara hücresinin göktaşı içerip içermeme olasılığını hesaplayabilir.

Potansiyel olarak göktaşları içeren ızgara hücreleri, alanları birkaç ila yüzlerce kilometrekare arasında değişen göktaşı büküm bölgelerine kümelenir. Araştırmamız, tahmin edilen bu göktaşı büküm bölgelerinin doğruluğunun tahmin edildiğini gösteriyor. %80’in üzerinde.

Tahmin edilen alanların analizi, makine öğrenimi algoritmasının farklı fenomenler arasındaki etkileşimi yakalamayı başardığını doğrular. Kıtada meteorit bulma fırsatları bol olsa da, mevcut araştırma istasyonlarına yakın bazı alanlar keşfedilmemiş durumda ve bu da keşif ziyaretini çok çekici kılıyor.

“Hazine haritası”, Antarktika’da göktaşı aramaları için yeni bir çağın habercisi. Araştırmamızı dünyanın dört bir yanındaki meslektaşlarımızla paylaşarak, topluluk çapında ortak bir çaba olarak göktaşları koleksiyonuna yaklaşıyoruz. Buna karşılık, Kore, Hindistan, Şili veya Amerika Birleşik Devletleri gibi çeşitli ülkelerden bilim adamları, belirtilen alanları keşfetmeye ilgi gösterdiler.

Bu makale şuradan yeniden yayınlandı: Konuşma Creative Commons lisansı altında. Okumak orijinal makale.