ศึกษาเกี่ยวกับธารน้ำแข็ง

ทีมนักวิทยาศาสตร์จาก University of Leeds และ University of Bristol ได้ปรับอัลกอริธึม AI ที่เดิมพัฒนาขึ้นเพื่อระบุเซลล์ในภาพกล้องจุลทรรศน์เพื่อระบุรอยแยกที่ก่อตัวในน้ำแข็งจากภาพถ่ายดาวเทียม รอยแยกเป็นตัวบ่งชี้ถึงความเครียดที่ก่อตัวขึ้นในธารน้ำแข็ง ทเวตส์เป็นส่วนสำคัญอย่างยิ่งของแผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติก เพราะมันกักเก็บน้ำแข็งไว้มากพอที่จะทำให้ระดับน้ำทะเลทั่วโลกสูงขึ้นประมาณ 60 เซนติเมตร และหลายคนมองว่ามีความเสี่ยงที่จะล่าถอยอย่างรวดเร็ว ซึ่งคุกคามชุมชนชายฝั่งทั่วโลก การใช้ AI จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถตรวจสอบและสร้างแบบจำลองการเปลี่ยนแปลงของธารน้ำแข็งที่สำคัญนี้ได้แม่นยำยิ่งขึ้น เผยแพร่ในวันนี้ (วันจันทร์ที่ 9 มกราคม) ในวารสารNature Geoscienceการวิจัยมุ่งเน้นไปที่ส่วนหนึ่งของระบบธารน้ำแข็งที่ซึ่งน้ำแข็งไหลลงสู่ทะเลและเริ่มลอยตัว ซึ่งสิ่งนี้เกิดขึ้นเรียกว่าเส้นกราวด์และเป็นจุดเริ่มต้นของ Thwaites Eastern Ice Shelf และ Thwaites Glacier Ice Tongue ซึ่งเป็นหิ้งน้ำแข็งเช่นกัน แม้จะมีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับขนาดของธารน้ำแข็งทั้งหมด แต่การเปลี่ยนแปลงของชั้นน้ำแข็งเหล่านี้อาจส่งผลกระทบในวงกว้างต่อระบบธารน้ำแข็งทั้งหมดและการเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเลในอนาคต นักวิทยาศาสตร์ต้องการทราบว่าการเกิดรอยแยกหรือการแตกหักในธารน้ำแข็งมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นกับการเปลี่ยนแปลงความเร็วของการไหลของน้ำแข็งหรือไม่ การพัฒนาอัลกอริทึม นักวิจัยใช้แมชชีนเลิร์นนิงสอนให้คอมพิวเตอร์ดูภาพถ่ายดาวเทียมเรดาร์และระบุการเปลี่ยนแปลงในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา ภาพถ่ายเหล่านี้ถ่ายโดยดาวเทียม Sentinel-1 ของ European Space Agency ซึ่งสามารถ "มองเห็น" ผ่านชั้นหิมะด้านบนสุดและไปยังธารน้ำแข็งได้ เผยให้เห็นพื้นผิวที่แตกร้าวของน้ำแข็งที่ปกติจะซ่อนไว้ไม่ให้เห็น การวิเคราะห์พบว่าในช่วง 6 ปีที่ผ่านมา ลิ้นน้ำแข็งของธารน้ำแข็ง Thwaites ได้เร่งความเร็วขึ้นและช้าลง 2 ครั้ง ครั้งละประมาณ 40% จาก 4 กม./ปี เป็น 6 กม./ปี ก่อนจะชะลอตัวลง นี่คือขนาดและความถี่ของการเปลี่ยนแปลงความเร็วที่เพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่อเทียบกับบันทึกในอดีต การศึกษาพบความสัมพันธ์ที่ซับซ้อนระหว่างการก่อตัวของรอยแยกและความเร็วของการไหลของน้ำแข็ง เมื่อน้ำแข็งไหลเร็วขึ้นหรือช้าลง รอยแยกต่างๆ ก็จะก่อตัวมากขึ้น ในทางกลับกัน การเพิ่มขึ้นของรอยแยกทำให้น้ำแข็งเปลี่ยนความเร็วตามระดับแรงเสียดทานระหว่างน้ำแข็งและหินที่อยู่ข้างใต้ ดร. แอนนา ฮ็อกก์ นัก ธารน้ำแข็ง จากกลุ่ม Satellite Ice Dynamics ที่ลีดส์และผู้เขียนงานวิจัยกล่าวว่า "การเปลี่ยนแปลงแบบไดนามิกบนชั้นน้ำแข็งเป็นความคิดดั้งเดิมที่จะเกิดขึ้นในช่วงหลายทศวรรษถึงหลายศตวรรษ ดังนั้นจึงเป็นเรื่องน่าแปลกใจที่ได้เห็นธารน้ำแข็งขนาดใหญ่นี้ เร่งความเร็วและช้าลงอย่างรวดเร็ว " "การศึกษายังแสดงให้เห็นถึงบทบาทสำคัญที่การแตกหักมีส่วนในการเปิดการไหลของน้ำแข็ง ซึ่งเป็นกระบวนการที่เรียกว่า 'การไม่รองรับ' "แบบจำลองแผ่นน้ำแข็งต้องได้รับการพัฒนาเพื่อพิจารณาข้อเท็จจริงที่ว่าน้ำแข็งสามารถแตกหักได้ ซึ่งจะช่วยให้เราสามารถวัดระดับน้ำทะเลในอนาคตได้แม่นยำยิ่งขึ้น" Trystan Surawy-Stepney ผู้เขียนนำรายงานและนักวิจัยระดับปริญญาเอกของ Leeds กล่าวเสริมว่า "สิ่งที่ดีเกี่ยวกับการศึกษานี้คือความแม่นยำในการระบุรอยแยก "เป็นที่ทราบกันมานานแล้วว่ารอยแยกเป็นองค์ประกอบสำคัญของการเปลี่ยนแปลงของหิ้งน้ำแข็ง และการศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าลิงก์นี้สามารถศึกษาได้ในขนาดใหญ่ที่มีความละเอียดสวยงาม โดยใช้เทคนิคการมองเห็นด้วยคอมพิวเตอร์ที่ใช้กับปริมาณภาพถ่ายดาวเทียมที่ได้มาในแต่ละสัปดาห์ " ดาวเทียมที่โคจรรอบโลกให้ข้อมูลใหม่แก่นักวิทยาศาสตร์ในพื้นที่ห่างไกลและไม่สามารถเข้าถึงได้ที่สุดของแอนตาร์กติกา เรดาร์บนยาน Sentinel-1 ช่วยให้สามารถถ่ายภาพสถานที่ต่างๆ เช่น Thwaites Glacier ได้ทั้งกลางวันและกลางคืน ทุกสัปดาห์ ตลอดทั้งปี ดร. มาร์ค ดริงค์วอเตอร์ จาก European Space Agency ให้ความเห็นว่า: "การศึกษาเช่นนี้จะเป็นไปไม่ได้เลยหากปราศจากข้อมูลความละเอียดสูงจำนวนมากจาก Sentinel-1 การวางแผนภารกิจในอนาคตอย่างต่อเนื่อง เราสามารถดำเนินการสนับสนุนงานเช่นนี้และขยายวงกว้างออกไปได้" ขอบเขตของการวิจัยทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับส่วนสำคัญของระบบภูมิอากาศของโลก" สำหรับลิ้นน้ำแข็งของธารน้ำแข็งทเวตส์ ยังต้องติดตามดูว่าการเปลี่ยนแปลงในระยะสั้นดังกล่าวมีผลกระทบใดๆ ต่อการเปลี่ยนแปลงในระยะยาวของธารน้ำแข็งหรือไม่ หรือเป็นเพียงอาการที่แยกจากกันของชั้นน้ำแข็งที่ใกล้จะสิ้นสุด