طريقة جديدة لاكتشاف بقايا النيازك المدفونة في القطب الجنوبي

تُعتبر النيازك مصدراً مهماً للمعلومات عن نظامنا الشمسي، إذ يمكن للعلماء معرفة الكثير عن كوننا من خلال دراسة هذه الصخور الفضائية التي سقطت على كوكبنا باعتبارها كانت أجزاءً من كواكب تشكلت وتطورت على مدى دهورٍ طويلة.

ولكن للقيام بذلك، يجب عليهم أولاً تحديد موقع هذه الجواهر الكونية النادرة. حتى الآن، كان نحو  62% من النيازك المُكتشفة، والتي ظهرت على سطح الأرض، في القارة القطبية الجنوبية. لقد اعتمدت البعثات الاستكشافية السابقة إلى أبرد قارات العالم، والمخصصة لاستكشاف بقايا النيازك، على الحظ الخالص وتجربة صائدي الصخور الفضائية المتمرسين السابقة.

صعوبة العثور على النيازك في القطب الجنوبي

في الواقع، من الصعب العثور على بقايا النيازك القيمة، إذ غالباً ما تصطدم الرحلات الاستكشافية بكم الجهد الهائل واللازم لاكتشافها. لكن في دراسة جديدة نُشرت مؤخراً في دورية «ساينس أدفانس»، طور الباحثون نهجاً بديلاً وفعالاً من حيث التكلفة لإيجاد مناطق الجنوح النيزكية (MSZs)، والتي تمثل المناطق التي يُرجح أن تسقط فيها الصخور الفضائية بتركيزاتٍ عالية.

اعتماداً على التعلم الآلي، تم تطوير ذكاء اصطناعي يمكنه التنبؤ باحتمالية موقع نيزك في أي مكان في القارة القطبية الجنوبية. ووفقاً للدراسة، حدد النظام بدقة أكثر من 80% من مناطق الجنوح النيزكية المعروفة بالفعل في المنطقة.

ويشير الباحثون إلى أنهم على ثقةٍ بأن هذا النظام سيساعد في استكشاف مناطق جديدة. تقول فيرونيكا تولنار، الباحثة في جامعة بروكسل الحرة في بلجيكا والمؤلفة الرئيسية للدراسة: «لم يُجرَ مثل هذا التحليل على نطاقٍ قاري أو حتى محلي. لم يجرَ هذا النوع من التحليل المستند إلى البيانات بهذه الطريقة من قبل مطلقاً».

وتضيف تولنار: «أثناء البحث في هذا المجال، هناك أسباب تدفع العلماء إلى الاستمرار في استخدام حدسهم، والذي غالباً ما يكون مستنيراً بالأبحاث المهمة والخبرة السابقة». لكنها تشير إلى أنه من الممكن استخدام النهج الذي طورته مع زملائها للتحقق. تقول في هذا الصدد: «الذكاء الاصطناعي قادر على التحقق أو دحض «الحدس الغريزي» الذي يتبعه العديد من الخبراء لتعقب النيازك، وبالإضافة إلى ذلك، فإنه يوفر الكثير من الجهد والتكلفة الباهظة اللازمين لاستكشاف أماكن وجود النيازك».

قامت تولنار وفريقها بتدريب خوارزمية التعلم الآلي للتعرف على 2,254 موقعاً وجد الباحثون فيها أحجاراً نيزكية بالفعل، بالإضافة إلى 2.1 مليون موقعٍ آخر لم يكن معروفاً من قبل. بعد ذلك، أنشأت دليلاً يصنف مناطق الجنوح النيزكي وفقاً لسهولة ومدى احتمال نجاح الزيارة الميدانية إليها.

وقد تبين أن بعض هذه المناطق غير المستكشفة قريبة من بعض محطات الأبحاث الدائمة السبعين الموجودة في القارة القطبية الجنوبية.

اقرأ أيضاً: ما هو مفهوم حزام الكويكبات؟

كيف تعمل التقنية الجديدة؟

لرسم خريطة دقيقة للقارة وإنشاء تنبؤات، تعتمد هذه التقنية على بيانات الأقمار الصناعية حول درجة حرارة سطح الأرض في القارة القطبية الجنوبية بالإضافة إلى السرعة السطحية وميل سطح التشتت الخلفي لموجات الرادار، والذي يحدث عندما تعكس التضاريس الطاقة الكهرومغناطيسية (موجات الرادار هنا) نحو مصدرها. كان على الفريق أخذ هذه العوامل بعين الاعتبار نظراً لأن النيازك عندما تسقط على الأرض، فإنها عادةً ما تعلق داخل الصفيحة الجليدية السميكة المغطاة بالثلوج في القطب الجنوبي، والتي تغطي نحو 98% من القارة بأكملها.

نظراً لأن هذه النيازك تُحمل للأسفل بواسطة التيارات الجليدية وقوى الجاذبية، ينتهي المطاف بالعديد منها في المحيط. لكن بعض العينات المحظوظة تعود إلى السطح في مناطق تُعرف بمناطق الجليد الأزرق (BIAs)، وهي أماكن ذات لون أزرق فاتح مميز ينتج عن ذوبان الجليد بشكل أسرع من تراكمه.

يعود أصل العديد من صخور الفضاء المستخرجة من المنطقة الواقعة بين المريخ والمشتري، ولكن الحجارة الفضائية التي يعود أصلها إلى القمر، والتي يقول بعض العلماء إنها جاءت من الجانب المظلم منه، نادرة. يقول هاري زيكولاري، عالم الجليد في المعهد الفيدرالي للتكنولوجيا في زيوريخ في سويسرا وأحد المؤلفين المشاركين في الدراسة: «بغض النظر عن أصل هذه النيازك، فإن بقاياها الصخرية تخبرنا الكثير بالفعل عن شكل الأرض من الداخل».

فائدة علمية تطال كل عمليات البحث عن النيازك

ووفقاً لزيكولاري، والذي زار القارة القطبية الجنوبية من قبل، يمكن أن تكون الحملات الاستكشافية صعبة، لكن القيمة العلمية للنيازك المستكشفة لا تقدر بثمن ولا يمكن تجاهلها حقاً. يقول زيكولاري: «في الواقع، الكثير من الأشياء التي تحمل معلومات حول عمر نظامنا الشمسي نعرفها من خلال النيازك المكتشفة».

بالإضافة إلى 45,000 نيزك مُكتشف حتى الآن، يعتقد فريق تولنار أن هناك نحو 300 ألف نيزك إضافي ما يزال مدفوناً في مكان ما تحت الغطاء الجليدي الكثيف في القارة القطبية الجنوبية. تفترض دراسة الفريق أيضاً أنه منذ اكتشاف أول نيزك في القطب الجنوبي في عام 1912 وحتى الآن، لم يتم اكتشاف سوى أقل من 15% من النيازك الموجودة على سطح الأرض.

ويعزو زيكولاري جزءاً من هذا التناقض إلى الطريقة التي تُجرى بها الدراسات الميدانية عادةً. يقول في هذا الشأن: «حتى الآن، لا يمكنك التجول في الميدان إلا بعربة ثلجية غالباً. فإذا كنت تبحث عن أحجار نيزكية، ربما ستفوت الكثير منها».

بالنسبة للمستقبل، يحلم زيكولاري باستخدام طائرات الدرون بطريقة مماثلة لنهج الذكاء الاصطناعي. لا يمكن لهذه الأداة الأخيرة أن تجعل الرحلات الاستكشافية البحثية أكثر كفاءة وحسب، بل يمكنها أيضاً تسهيل مهام استكشاف النيازك في جميع أنحاء العالم.

اقرأ أيضاً: ما هي رائحة الفضاء؟

بالنسبة للخطوات المقبلة للمشروع، يستعد مؤلفو الدراسة بالفعل لمهمة محتملة إلى القارة القطبية الجنوبية في وقت ما من العام المقبل، حيث يأملون خلالها في اختبار الخوارزمية الجديدة بأنفسهم.

يقول زيكولاري: «نريد العثور على أكبر عدد ممكن من النيازك، ونريد مساعدة الجميع في العثور عليها. نحن نحاول من خلال هذه الدراسة توجيه الآخرين في الاتجاه الصحيح».