Un’IA a caccia di meteoriti cercherà rocce spaziali sepolte nel ghiaccio polare
Le spedizioni di meteoriti antartici possono essere estenuanti, ma gli scienziati hanno progettato una nuova intelligenza artificiale che potrebbe aiutare a localizzare gli hotspot.
I meteoriti sono i registri del nostro sistema solare. Come parti di corpi planetari che si sono formati e si sono evoluti nel corso di eoni letterali, gli scienziati possono ottenere importanti intuizioni cosmologiche dallo studio di queste rocce spaziali cadute.
Ma per farlo, devono prima individuare queste sfuggenti gemme cosmologiche. Ad oggi, circa il 62 per cento dei meteoriti recuperati sulla Terra sono stati scoperti in Antartide. Le precedenti spedizioni di meteoriti nel continente più freddo e ghiacciato del mondo si sono affidate alla pura fortuna e alle esperienze passate di esperti cacciatori di rocce spaziali.
Anche il sorprendente oro meteorite è duramente conquistato; la maggior parte dei viaggi è in genere ostacolata dall’enorme quantità di lavoro necessaria per portare alla luce una scoperta. Ora, in un nuovo studio pubblicato oggi su Science Advances , i ricercatori hanno sviluppato un approccio alternativo e conveniente per trovare le zone di spiaggiamento dei meteoriti (MSZ), le aree in cui le rocce spaziali cadono ad alte concentrazioni.
Utilizzando l’apprendimento automatico, è stata sviluppata un’intelligenza artificiale in grado di prevedere la probabilità della posizione di un meteorite in qualsiasi punto dell’Antartide. Secondo lo studio, il sistema ha identificato con precisione oltre l’80% delle MSZ già note nella regione.
E i ricercatori sono fiduciosi che aiuterà a conquistare zone inesplorate. “Non è mai stato fatto su scala continentale e nemmeno su scala locale”, afferma Veronica Tollenaar , ricercatrice dell’Université libre de Bruxelles in Belgio e autrice principale dello studio. Questo tipo di analisi basata sui dati “non è mai stata eseguita in questo modo”.
In alcune zone, le rocce sono esposte in superficie. Qui, le ricerche sui meteoriti vengono condotte a piedi. Credit: Squadra sul campo della spedizione di recupero di meteoriti BELARE 2019-2020 sul campo di ghiaccio di Nansen
Durante la ricerca sul campo, c’è motivo per gli scienziati di usare ancora la loro intuizione, che è spesso informata da importanti ricerche ed esperienze passate, dice Tollenaar. Ma aggiunge che il loro strumento può essere utilizzato per la convalida. L’IA è in grado di verificare o confutare la “sensazione di pancia” che molti esperti seguono per rintracciare i meteoriti, frenando nel contempo i costosi sforzi di recupero dei meteoriti.
Tollenaar e il suo team hanno addestrato un algoritmo di apprendimento automatico per riconoscere 2.254 luoghi in cui i ricercatori hanno trovato meteoriti e altri 2,1 milioni in cui la loro esistenza era sconosciuta. Quindi, hanno creato un indice che classifica le MSZ in base alla facilità e al successo di una potenziale visita sul campo.
Si è scoperto che alcune di queste zone inesplorate si trovavano vicino a un certo numero di 70 stazioni di ricerca permanenti dell’Antartide.
Rappresentazione artistica della mappa del tesoro del meteorite antartico (non in scala). Crediti: Squadra sul campo della spedizione JARE-54/BELARE 2012–2013 al campo di ghiaccio blu di Nansen/Impressioni dell’artista di Janbert Aarnink
Per mappare accuratamente il continente e creare previsioni, la tecnica utilizza i dati satellitari sulla temperatura superficiale, la velocità della superficie, la pendenza della superficie e la retrodiffusione radar dell’Antartide, ovvero quando l’energia elettromagnetica viene riflessa alla fonte dal terreno. Il team doveva tenere conto di questi fattori perché quando i meteoriti cadono a terra, di solito rimangono intrappolati nella spessa coltre di ghiaccio innevata dell’Antartide, che copre circa il 98% dell’intero continente.
Poiché questi meteoriti vengono trasportati sotto la regione dai flussi di ghiaccio e dalle forze gravitazionali, molti di loro finiscono nell’oceano. Ma alcuni esemplari particolarmente fortunati risalgono in superficie in quelle che sono conosciute come aree di ghiaccio blu (BIA), luoghi con una distinta tonalità azzurra causata dallo scioglimento della neve più veloce del suo accumulo.
Molte di queste rocce spaziali riesumate provengono da Marte e Giove, ma quelle di un pedigree più raro sono meteoriti lunari, quelli che secondo alcuni scienziati provengono dal lato oscuro della luna. Indipendentemente dalla loro origine celeste, tutti questi frammenti di roccia “possono davvero dirci molto sull’aspetto della Terra dall’interno”, afferma Harry Zekollari, glaciologo dell’ETH Zürich in Svizzera e uno dei coautori dello studio.
I meteoriti vengono raccolti seguendo rigidi protocolli per evitare la contaminazione prima dell’analisi in laboratorio. Credito: squadra sul campo della spedizione JARE-54/BELARE 2012–2013 al campo di ghiaccio blu di Nansen
Secondo Zekollari, che ha già visitato l’Antartide una volta, le spedizioni esplorative possono essere difficili, ma il valore scientifico dei meteoriti recuperati è troppo inestimabile per essere ignorato. “Molte delle cose che ci dicono quanti anni ha il nostro sistema solare, le conosciamo davvero dai meteoriti”. dice Zekollari.
Dei 45.000 meteoriti che la comunità scientifica ha già trovato, il team di Tollenaar prevede che altri 300.000 si trovano ancora da qualche parte sotto la densa calotta glaciale dell’Antartide. Il loro studio ipotizza anche che da quando fu scoperto il primo meteorite antartico nel 1912, meno del 15% di tutti quelli in superficie sia mai stato recuperato.
Zekollari attribuisce parte di questa discrepanza al modo in cui vengono generalmente condotti gli studi sul campo. “Finora essere sul campo significa solo andare in giro, in genere su uno scooter da neve”, dice. “Stai solo cercando meteoriti, ma potresti perderne molti.”
Un meteorite eccezionalmente grande trovato nell’area di ghiaccio blu di Nansen, vicino alla stazione di ricerca in Antartide belga Princess Elisabeth. Credito: Harry Zekollari
In futuro, il sogno di Zekollari è quello di utilizzare i droni in modo simile alla loro IA. Questo ultimo strumento potrebbe non solo aiutare a rendere più efficienti le ricerche delle singole spedizioni, ma è qualcosa che potrebbe migliorare le missioni di esplorazione di meteoriti da tutto il mondo.
Per quanto riguarda le prospettive del progetto, gli autori dello studio stanno già preparando una potenziale missione in Antartide nel prossimo anno, dove sperano di testare essi stessi il nuovo algoritmo.
“Vogliamo trovare il maggior numero possibile di meteoriti e vogliamo che tutti li trovino”, afferma Zekollari. “Con questo studio, cerchiamo di indirizzare le persone nella giusta direzione”.
