L’apprentissage automatique identifie les zones riches en météorites en Antarctique – Eos
Véritables reliques de la formation du système solaire, les météorites sont prisées des scientifiques comme des collectionneurs. Et bien qu’il n’y ait pas de meilleur endroit pour trouver ces roches spatiales qu’en Antarctique, près des deux tiers des météorites collectées jusqu’à présent ont été trouvées, les expéditions de chasse aux météorites sur le continent blanc reposent souvent en grande partie sur la sérendipité et les compétences de détective de participants expérimentés.
Maintenant, les chercheurs ont développé un algorithme d’apprentissage automatique qui, selon eux, identifie de manière fiable les régions riches en météorites en Antarctique et pourrait donc rationaliser les recherches futures. Selon les nouvelles analyses, moins de 13% des météorites gisant à la surface du Continent Blanc ont été récupérées à ce jour.
Roches noires, paysage blanc
Depuis le début du XXe siècle, des chercheurs collectent des météorites en Antarctique. Les roches de l’espace ont tendance à rester bien préservées dans l’environnement froid et sec, et leur coloration sombre contraste fortement avec leur environnement blanc, a déclaré Veronica Tollenaar, glaciologue à l’Université libre de Bruxelles en Belgique. Il est relativement facile de les repérer.
Nous espérons augmenter les chances de succès des futures missions.
Mais le processus de recherche de météorites sur les étendues des continents blancs est resté remarquablement inchangé au fil du temps. C’est exactement comme vous l’imaginez, a déclaré Tollenaar. Vous faites juste une recherche par grille.
Les expéditions de chasse aux météorites ont donc tendance à prendre beaucoup de temps et de main-d’œuvre. Des équipes de bénévoles travaillent régulièrement pendant des semaines d’affilée, sillonnant le paysage antarctique en motoneige. Avec le nouvel algorithme, Tollenaar et ses collègues visent à rationaliser le processus. Nous espérons augmenter les chances de succès des futures missions, Harry Zekollari, glaciologue à l’Université de technologie de Delft et membre de l’équipe, écrit sur Twitter.
Suivez la glace bleue
Pour concentrer leur recherche, les chercheurs n’ont considéré que des bandes spécifiques de terrain antarctique connues sous le nom de zones de glace bleue. Ces régions, qui ne couvrent collectivement que 3% de la surface des continents, sont des endroits privilégiés pour trouver des météorites. C’est parce qu’ils ne sont pas recouverts de neige, les vents persistants et la sublimation agissent en tandem pour exposer la glace en dessous. De plus, la topographie des zones de glace bleue fait souvent remonter la glace dans ces régions, transportant efficacement à la surface toutes les météorites piégées dans des couches plus profondes.
L’équipe a également intégré trois autres ensembles de données dans son algorithme : la température de surface, la vitesse de la glace et la pente du terrain. La température est importante car des conditions plus chaudes peuvent faire couler les météorites hors de vue, a déclaré Tollenaar, et la vitesse de la glace est également importante car la glace qui s’écoule rapidement éloigne les météorites. L’effet de la pente est moins clair, mais c’est un paramètre utile à inclure néanmoins, a constaté l’équipe. Grâce à nos analyses, nous avons appris qu’il interagit avec les autres propriétés, et donc l’inclure aide à faire de bonnes prédictions, a déclaré Tollenaar Éos.
Tollenaar et ses collaborateurs se sont appuyés sur l’apprentissage automatique, une forme d’analyse plus sophistiquée que la simple superposition de tous les ensembles de données. Cet algorithme est capable de voir les interactions entre toutes les différentes mesures, a déclaré Tollenaar.
Pour former leur algorithme, les chercheurs ont fourni les emplacements précis de milliers de météorites trouvées en Antarctique. Sur la base de cette entrée, l’algorithme a signalé 106 687 cellules de grille mesurant chacune 450 mètres sur un côté comme contenant positivement des météorites. En regroupant des cellules de grille signalées positivement et en ne conservant que les régions de plus de 4 kilomètres carrés, l’équipe a défini plus de 600 zones dites d’échouage de météorites.
Beaucoup plus à trouver
En tant que personne qui obtient une subvention pour aller récupérer des météorites, [I think] c’est encourageant qu’il y ait [are] beaucoup plus là-bas.
Pour évaluer la sortie de leurs algorithmes, l’équipe a comparé les emplacements des zones d’échouement de météorites prévues avec un ensemble de données indépendant contenant à la fois des zones d’échouage de météorites connues et des zones d’échouage de non-météorites (c’est-à-dire des régions antarctiques connues pour avoir été fouillées par des humains mais qui n’ont pas réussi à produire un seul météorite). Tollenaar et ses collaborateurs ont découvert que leur algorithme identifiait avec précision les zones d’échouage des météorites et les zones d’échouage des non-météorites plus de 80 % du temps. Et parce que leur algorithme a signalé un nombre important de zones d’échouage de météorites qui sont, pour l’instant, inexplorées, seule une petite fraction des météorites reposant sur la surface de l’Antarctique ont probablement été collectées à ce jour, l’équipe a conclu que moins de 13 %, Tollenaar et son collègues ont rapporté en janvier dans Avancées scientifiques.
C’est une petite fraction, a déclaré Jim Karner, planétologue à l’Université de l’Utah à Salt Lake City et coinvestigateur principal du programme de recherche de météorites en Antarctique, qui n’a pas participé à la recherche. Mais cela augure bien pour trouver plus de météorites, a-t-il dit. En tant que personne qui obtient une subvention pour aller récupérer des météorites, [I think] c’est encourageant qu’il y ait [are] beaucoup plus là-bas.
Catherine Kornei (@KatherineKornei), écrivain scientifique