Home » Natură » Oamenii de știință analizează permafrostul pentru a înțelege impactul schimbărilor climatice

Oamenii de știință analizează permafrostul pentru a înțelege impactul schimbărilor climatice

Oamenii de știință analizează permafrostul pentru a înțelege impactul schimbărilor climatice
Sursa foto: Shutterstock
Publicat: 04.03.2022

Cercetătorii din Arctica și experții în teledetecție folosesc inteligența artificială pentru a caracteriza părți mari și neexplorate ale Pământului, în special permafrostul, solul înghețat care reprezintă o mare parte a Pământului, aproximativ 15% din emisfera nordică.

Permafrostul este important pentru clima noastră, conținând cantități mari de biomasă stocată sub formă de metan și dioxid de carbon. Cu toate acestea, caracteristicile înnăscute și natura schimbătoare a permafrostului nu sunt înțelese pe scară largă.

Pe măsură ce încălzirea globală încălzește Pământul și provoacă dezghețarea solului, se așteaptă ca ciclul carbonului din permafrost să se accelereze și să elibereze în atmosferă gaze cu efect de seră conținute în sol, creând o buclă de reacție care va accelera schimbările climatice, scrie EurekAlert.

În aceste condiții, oamenii de știință folosesc teledetecția, o modalitate de a înțelege amploarea, dinamica și schimbările din permafrost. În ultimele două decenii, o mare parte din Arctica a fost cartografiată cu o precizie extrem de mare de către sateliții comerciali. Aceste hărți reprezintă o comoară de date despre această regiune puțin explorată.

Echipa a analizat peste 1 milion de imagini din Arctica

Astfel, în cadrul programului „Navigating the New Arctic”, cercetătorii fac mult mai accesibile datele despre permafrostul arctic. Echipa a analizat arhivele cu peste 1 milion de imagini realizate în Arctica. Acestea reprezintă o mulțime de date – atât de multe încât metodele tradiționale de analiză și de extragere a caracteristicilor au eșuat. „Am apelat la metode de învățare profundă, bazate pe inteligență artificială pentru a procesa și analiza această cantitate mare de date”, a declarat Witharana, autorul studiului.

Una dintre cele mai speciale caracteristici ale permafrostului sunt cutele de gheață, care produc poligoane observate în imaginile din satelit. „Se formează din înghețarea și topirea solului din tundră”, a spus cercetătorul Liljedahl. „Unele dintre ele sunt vechi de zeci de mii de ani”.

Forma și dimensiunile acestora pot oferi informații importante despre starea și ritmul schimbărilor din regiune. Începând din 2018, Witharana a început să folosească rețele neuronale pentru a detecta aceste poligoane din mii de imagini din satelit din Arctica.

Permafrostul și schimbările climatice

„Permafrostul nu este caracterizat în modelele climatice, iar acest studiu ne va ajuta să obținem o bază de referință și, de asemenea, să vedem cum se produc schimbările în timp”, a spus Liljedahl.

Echipa a introdus imaginile din satelit într-o rețea neuronală și au testat-o. Au existat provocări inițiale – de exemplu, imaginile pentru Canada au fost mai puțin eficiente în Rusia, unde cutele de gheață sunt mai vechi și au o formă diferită. Cu toate acestea, trei ani mai târziu, echipa a înregistrat rate de acuratețe între 80 și 90%.

Până la sfârșitul anului 2021, echipa a identificat și cartografiat 1,2 miliarde de poligoane, în datele din satelit. Ei estimează că se află la jumătatea setului complet de date.

În plus, metoda oferă și alte informații despre permafrost, cum ar fi dimensiunea poligonului. Analizele individuale pot fi efectuate în mai puțin de o oră. Însă numărul lor foarte mare face imposibilă rularea lor în altă parte decât pe un supercomputer mare, unde pot fi calculate în paralel.

„Trebuie să înțelegem ce se întâmplă în permafrost”

Un studiu din 2022, publicat în PE&RS, a explorat eficacitatea diferitelor metode de augmentare a imaginii (cum ar fi modificarea nuanței sau a saturației), când sunt aplicate algoritmilor de rețele neuronale de învățare profundă pentru a recunoaște poligoanele de gheață din imaginile din satelit.

„Vrem să avem mai multe date despre permafrost. Există atât de multe schimbări rapide. Trebuie să fim capabili să înțelegem cu adevărat, și să comunicăm, ce se întâmplă în permafrost”, a spus Liljedahl.

Datele privind cutele de gheață vor fi disponibile pentru analiză pe Permafrost Discovery Gateway, care va „face ca informațiile despre Arctica să fie mai accesibile pentru mai multe persoane”, a spus Liljedahl.

O altă fază importantă a proiectului de cercetare presupune analiza imaginilor din satelit, reprezentând diferiți ani și perioade ale anului. Compararea stării poligoanelor de ghețari poate indica tendințe și traiectorii, cum ar fi cât de repede se schimbă peisajul și unde aceste schimbări se vor intersecta cu așezările sau infrastructura umană.

Vă recomandăm să mai citiți și:

O „hartă a comorilor” indică locul în care se ascund meteoriții din Antarctica

Bulele de aer din gheața din Antarctica indică o cauză a scăderii oxigenului

O abundență șocantă de forme de viață, descoperită sub o banchiză din Antarctica

Incendii devastatoare au cuprins Antarctica în urmă cu 75 de milioane de ani

Mihaela Horchidan
Mihaela Horchidan
Mihaela și-a finalizat studiile la Facultatea de Jurnalism și Științele Comunicării din cadrul Universității din București, având experiență în presa online și radio. Curiozitatea, dorința de a afla cât mai multe și pasiunea pentru istorie, ştiinţă şi natură au condus-o către Descopera.ro citește mai mult
Urmărește DESCOPERĂ.ro pe
Google News și Google Showcase
Cele mai noi articole
Gândul Exclusiv prezintă „Raiul cultural” miercuri, 21 mai, de la ora 14.00, live pe Gândul. Invitați: Ioana Dichiseanu, Simona Florescu și Andrei Giurgia
Gândul Exclusiv prezintă „Raiul cultural” miercuri, 21 mai, de la ora 14.00, live pe Gândul. Invitați: Ioana Dichiseanu, ...
În anul 536 d.Hr. a început o perioadă mizerabilă din istoria omenirii
În anul 536 d.Hr. a început o perioadă mizerabilă din istoria omenirii
Andie MacDowell, unul dintre cei mai frumoși oameni în anii 1991 și 2000. Două căsnicii, o logodnă și trei copii
Andie MacDowell, unul dintre cei mai frumoși oameni în anii 1991 și 2000. Două căsnicii, o logodnă și trei copii
Pablo Larraín, singurul chilian nominalizat la Oscar. Regizorul filmului biografic Maria, cu Angelina Jolie în rolul Mariei Callas
Pablo Larraín, singurul chilian nominalizat la Oscar. Regizorul filmului biografic Maria, cu Angelina Jolie în rolul Mariei ...
Adevărata tragedie din spatele morții lui Mihai Eminescu: „Nu o să știm niciodată cu adevărat”
Adevărata tragedie din spatele morții lui Mihai Eminescu: „Nu o să știm niciodată cu adevărat”
Experții cred că demența ar putea începe chiar din copilărie
Experții cred că demența ar putea începe chiar din copilărie
Oamenii de știință au transformat accidental plumbul în aur
Oamenii de știință au transformat accidental plumbul în aur
Test de cultură generală. De câte ori înghițim într-o zi?
Test de cultură generală. De câte ori înghițim într-o zi?
Astronomii au fost uimiți de o auroră epică de pe Marte care a acoperit întreaga planetă
Astronomii au fost uimiți de o auroră epică de pe Marte care a acoperit întreaga planetă
O lege privind avortul îi obligă pe medici să țină în viață o femeie însărcinată aflată în moarte cerebrală până când va naște
O lege privind avortul îi obligă pe medici să țină în viață o femeie însărcinată aflată în moarte cerebrală ...
Vremea în luna mai, tot mai ciudată. Prognoza anunțată de ANM
Vremea în luna mai, tot mai ciudată. Prognoza anunțată de ANM
Un avion de la Lufthansa cu peste 200 de oameni la bord a zburat fără pilot timp de 10 minute
Un avion de la Lufthansa cu peste 200 de oameni la bord a zburat fără pilot timp de 10 minute
Mai bine de trei veacuri de când „Lorenzo de Medici” al României îi îndruma pe moldoveni să lupte împotriva otomanilor
Mai bine de trei veacuri de când „Lorenzo de Medici” al României îi îndruma pe moldoveni să lupte împotriva otomanilor
Actorul american Kevin Spacey, premiat la Cannes pentru întreaga carieră, în ciuda acuzațiilor de agresiune sexuală
Actorul american Kevin Spacey, premiat la Cannes pentru întreaga carieră, în ciuda acuzațiilor de agresiune sexuală
Analfabetismul funcțional în România, mult mai mare decât s-a măsurat, spune ministrul Educației
Analfabetismul funcțional în România, mult mai mare decât s-a măsurat, spune ministrul Educației
Ce au vorbit Donald Trump și Vladimir Putin la telefon?
Ce au vorbit Donald Trump și Vladimir Putin la telefon?
Program open-source de la Microsoft pentru integrarea chatboților pe site-urile web
Program open-source de la Microsoft pentru integrarea chatboților pe site-urile web
Oamenii de știință au recreat reacțiile chimice antice care ar fi putut declanșa viața
Oamenii de știință au recreat reacțiile chimice antice care ar fi putut declanșa viața