Uma técnica inovadora que mede as forças que atuam em grãos de areia individuais poderá ajudar os cientistas a revelar como os ventos moldam a superfície de Marte.
O método, desenvolvido por pesquisadores da Universidade Estadual de Campinas, no Brasil, utiliza imagens superfície da duna Estime a força que atua em cada grão de areia. Ao combinar experiências de laboratório, simulações computacionais e inteligência artificial (IA), a equipa gerou mapas de forças detalhados que revelam a física da formação de dunas.
Dunas de areia, especialmente dunas “barchan” em forma de meia-lua, formam-se onde o vento ou a água fluem sobre areia solta – desde desertos na Terra e no fundo do mar até planícies marcianas empoeiradas. Os cientistas podem acompanhar os seus movimentos para inferir os ventos predominantes e as condições ambientais, mas até agora, era impossível medir as forças que impulsionavam o movimento de cada partícula. uma declaração da faculdade.
“Para medir a força que atua em cada partícula, seria necessário colocar um pequeno acelerômetro em cada partícula, e isso simplesmente não existe”, disseram os pesquisadores em comunicado.
Para superar este desafio, a equipe recriou dunas subaquáticas em miniatura em um ambiente de laboratório e realizou simulações 3D detalhadas para calcular as forças precisas que atuam em cada partícula. Então eles treinaram uma rede neural convolucional – uma forma de inteligência artificial Para reconhecimento de imagens – vinculando imagens de dunas aos “mapas de força” correspondentes em simulações. Após o treinamento, a IA pode inferir a distribuição da força diretamente dos dados visuais. Quando testado em novas imagens, previu com precisão as forças em ação, mesmo para formas de dunas que nunca tinha visto antes.
“Qualquer sistema de partículas visível nas imagens, seja gelo, sal ou partículas sintéticas, pode ser analisado desde que haja simulações que reproduzam com precisão o comportamento do material”, disse em comunicado o pesquisador de pós-doutorado Renato Miotto, principal autor do estudo.
A capacidade de extrair informações físicas tão detalhadas apenas de imagens poderia ter amplas aplicações. existir Terrao que pode ajudar os engenheiros a prever melhor a erosão costeira, o transporte de sedimentos fluviais ou o comportamento de materiais granulares em sistemas industriais. Isto também poderia ser aplicado a outros planetas fotografados em órbita, por ex. Martecujas dunas evoluem sob as mesmas condições físicas básicas da Terra.
“No caso de Marte, pode-se inferir a partir de imagens amplamente disponíveis força do vento Evolução passada e futura das dunas de areia”, disse Erick Franklin, professor e coautor do estudo, em comunicado.
Esta abordagem fornece, portanto, uma nova janela para a história atmosférica e evolução da superfície do Planeta Vermelho. O que eles encontraram foi Publicado em 1º de agosto Na revista Cartas de Pesquisa Geofísica.
