

陨石是我们太阳系的记录者。作为经历了漫长岁月形成和演化的行星体的一部分,科学家们可以通过研究这些坠落的太空岩石获得重要的宇宙学见解。
但要做到这一点,他们必须先找到这些难以捉摸的宇宙珍宝。迄今为止,在地球上发现的陨石约有 62% 是 在南极洲发现 的。以往前往地球上最寒冷、最冰冷大陆的陨石考察任务,依赖于纯粹的运气和经验丰富的太空岩石猎人的过往经验。
“捡到”陨石黄金也来之不易;大多数行程通常会因挖掘发现所需的巨大劳动量而受阻。现在,在今天发表于《科学进展》杂志的一项新研究中,研究人员开发了一种替代性的、成本效益高的方法来寻找陨石富集区(MSZs),即太空岩石高密度集中的区域。
利用机器学习,开发出一种人工智能,可以预测南极洲任何地方陨石的可能位置。根据研究,该系统准确识别了该地区 80% 以上已知的陨石富集区。
研究人员有信心,这将有助于征服未探索的区域。“这在大陆尺度上甚至在局部尺度上都从未做过,”比利时自由布鲁塞尔大学的研究员、《科学进展》杂志的首席作者 Veronica Tollenaar 说。这种数据驱动的分析“以前从未以这种方式进行过”。
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Tollenaar 表示,在实地搜寻时,科学家们仍然有理由运用他们直觉,而直觉通常基于重要的研究和过去的经验。但她补充说,他们的工具可以用于验证。人工智能能够证实或否定许多专家凭“直觉”追踪陨石的判断,同时还能抑制昂贵的陨石回收工作。
Tollenaar 和她的团队训练了一个机器学习算法,使其能够识别出研究人员发现陨石的 2,254 个地点,以及 210 万个未知陨石存在的地点。然后,他们创建了一个指数,根据潜在实地考察的便捷性和成功率对陨石富集区进行排名。
其中一些未探索的区域甚至被发现在靠近南极洲 70 个永久研究站的附近。

为了准确绘制大陆地图并进行预测,该技术利用了南极地表温度、地表速度、地表坡度和雷达后向散射的卫星数据——雷达后向散射是指电磁能量被地形反射回其源头。团队需要考虑这些因素,因为当陨石坠落到地面时,它们通常会被困在南极洲厚厚的、被雪覆盖的冰盖中,而冰盖覆盖了整个大陆约 98% 的面积。
随着这些陨石随着冰流和引力在区域下方移动,其中许多最终会进入海洋。但一些特别幸运的样本会重新浮出水面,这就是所谓的蓝冰区(BIAs),这些区域呈现出明显的浅蓝色调,这是由于雪的融化速度快于积雪的速度造成的。
许多这些被剥离出来的太空岩石来自火星和木星之间,但一些稀有品种是月球陨石,一些科学家说,它们来自月球的背面。无论其天体起源如何,所有这些岩石碎片“都能真正告诉我们很多关于地球内部的情况,”瑞士苏黎世联邦理工学院的冰川学家、该研究的合著者之一 Harry Zekollari 说。

Zekollari 曾两次访问南极洲,他表示,考察探险可能很困难,但回收陨石的科学价值太宝贵了,不容错过。“我们对我们太阳系有多古老有很多了解,这些知识确实来自陨石,”Zekollari 说。
在科学界已发现的 45,000 颗陨石中,Tollenaar 的团队预计仍有约 300,000 颗埋藏在南极洲稠密的冰盖之下。他们的研究还推测,自 1912 年发现第一颗南极陨石以来,地表陨石中只有不到 15% 被回收。
Zekollari 将其中一些差距归因于实地研究通常的进行方式。“到目前为止,在实地考察中只是四处走动,通常是乘坐雪地摩托,”他说。“你只是在寻找陨石,但你可能会错过很多。”

在未来,Zekollari 的梦想是像利用人工智能一样利用无人机。这项最新工具不仅可以提高单次考察的效率,还可以改善世界各地的陨石探索任务。
至于该项目的下一步,研究作者们已经为可能在明年进行的一次南极考察任务做准备,他们希望届时能亲自测试新的算法。
“我们想找到尽可能多的陨石,我们希望每个人都能找到它们,”Zekollari 说。“通过这项研究,我们试图引导人们朝着正确的方向前进。”