Algorytm stworzony do badania Marsa znalazł 73 nieznane kaldery na dnie oceanów

Zespół naukowców z Université Paris-Saclay pokazał, że narzędzie zbudowane do przeszukiwania powierzchni Marsa równie dobrze sprawdza się kilka kilometrów pod powierzchnią oceanu. Dzięki algorytmowi opartemu na uczeniu maszynowym badacze namierzyli 73 wcześniej nieznane kaldery wulkaniczne ukryte pod dnem morskim, ponad trzykrotnie zwiększając liczbę udokumentowanych struktur tego typu na Ziemi.

Od Marsa do dna oceanu

Punktem wyjścia był algorytm zaprojektowany pierwotnie do automatycznego wykrywania kraterów uderzeniowych na powierzchni Marsa - zadania, w którym sztuczna inteligencja od lat wspiera planetologów analizujących zdjęcia satelitarne. Zespół Verolino przeniósł tę samą logikę rozpoznawania kształtów na mapy batymetryczne, czyli cyfrowe modele ukształtowania dna morskiego, budowane na podstawie danych sonarowych i satelitarnych.

W pierwszym przebiegu algorytm wskazał ponad 87 tysięcy miejsc, które mogły odpowiadać kraterowym zagłębieniom typowym dla kalder wulkanicznych. To zdecydowanie za dużo, by można było mówić o realnym odkryciu, więc badacze przystąpili do żmudnej weryfikacji, łącząc automatyczną analizę z ręczną oceną kształtu, głębokości i kontekstu geologicznego każdej lokalizacji.

Trzykrotnie więcej struktur niż wcześniej

Po tej selekcji na liście zostało 78 najbardziej prawdopodobnych kalder. Porównanie z dotychczasową wiedzą naukową pokazało, że aż 73 z nich nie były wcześniej opisane w literaturze. To oznacza, że globalna liczba udokumentowanych podmorskich kalder skoczyła z mniej niż 30 do ponad stu w ramach jednego badania, co w geologii morskiej jest wynikiem rzadko spotykanym.

Nowo odkryte struktury nie leżą w jednym miejscu na mapie świata. Osiem znajduje się na grzbietach śródoceanicznych, czyli tam, gdzie płyty tektoniczne oddalają się od siebie, dziewięć w łukach wulkanicznych związanych ze strefami subdukcji, a największa grupa, aż 61 kalder, leży wewnątrz płyt tektonicznych, najczęściej na długich łańcuchach podwodnych gór wulkanicznych zwanych seamountami.

Dlaczego to ważne dla oceny ryzyka

Kaldery wulkaniczne pod wodą nie są wyłącznie ciekawostką geologiczną. Ich obecność ma bezpośrednie znaczenie dla oceny zagrożeń związanych z podmorskimi erupcjami, które mogą wywoływać tsunami zagrażające wybrzeżom oddalonym o tysiące kilometrów. Naukowcy przywołują erupcję kaldery Hunga Tonga-Hunga Ha'apai z 2022 roku, która wygenerowała fale tsunami i zaburzenia atmosferyczne odczuwalne na całym świecie, jako przykład tego, jak poważne mogą być skutki takich zdarzeń.

Nasze dane wypełniają luki obserwacyjne i dostarczają powtarzalnych, celowanych ram do charakteryzowania podwodnych wulkanów - zespół badawczy pod kierunkiem Andrei Verolino, Université Paris-Saclay

Autorzy badania wskazali też siedem kalder, które uznali za szczególnie ważne cele dalszych obserwacji, ze względu na ich głębokość, położenie oraz cechy morfologiczne sugerujące potencjalną aktywność. To właśnie te lokalizacje mają w pierwszej kolejności trafić pod lupę kolejnych ekspedycji badawczych wyposażonych w sonary i podwodne pojazdy zdalnie sterowane.

Co dalej z tą metodą

Znaczenie tego odkrycia wykracza poza samą listę nowych obiektów. Pokazuje ono, że algorytmy trenowane do rozpoznawania wzorców na jednej planecie mogą być skutecznie przenoszone na zupełnie inne dane, o ile struktura problemu - w tym przypadku wykrywanie kolistych zagłębień terenu - pozostaje podobna. Dla oceanografii oznacza to szansę na szybsze domykanie białych plam na mapie dna morskiego, które wciąż jest poznane słabiej niż powierzchnia Marsa czy Księżyca.

Dla mieszkańców wybrzeży i instytucji zajmujących się zarządzaniem ryzykiem katastrof naturalnych praktyczny wniosek jest taki, że lista potencjalnych źródeł podmorskich erupcji i tsunami jest znacznie dłuższa, niż sądzono jeszcze niedawno. To może wpłynąć na przyszłe priorytety badawcze oraz plany monitoringu sejsmicznego i wulkanicznego w rejonach, które dotąd nie były traktowane jako szczególnie zagrożone.

Źródła: Sztuczna inteligencja odkryła 73 nowe kaldery pod oceanami (benchmark.pl), Zaskakujące odkrycie, 73 nieznane dotąd kaldery wulkaniczne w oceanach (tech.wp.pl)