隕石探索AIが極地の氷に埋もれた宇宙の岩石を探す

隕石は太陽系の記録保管庫です。文字通り長い年月をかけて形成され進化してきた惑星体の一部であるため、科学者はこれらの落下した宇宙岩石を研究することで宇宙論に関する重要な洞察を得ることができます。

しかし、そのためには、まずこの見つけにくい宇宙の宝石を見つけなければなりません。現在までに、地球上で回収された隕石の約 62 パーセントが南極で発見されています。これまで、世界で最も寒く、最も氷の多い大陸への隕石探査は、純粋な幸運と、熟練した宇宙岩石ハンターの過去の経験に頼ってきました。

隕石の金を見つけるのも一苦労です。発見物を掘り出すのに要する膨大な労力が、ほとんどの旅の妨げとなります。今日、 Science Advancesに発表された新しい研究で、研究者らは、隕石が密集して落下する領域である隕石漂着帯 (MSZ) を見つけるための、費用対効果の高い代替アプローチを開発しました。

機械学習を利用して、南極のどこかに隕石が存在する確率を予測できるAIが開発された。研究によると、このシステムは、この地域ですでに知られているMSZの80％以上を正確に特定した。

研究者たちは、この方法が未踏の地の開拓に役立つと確信している。「大陸規模どころか、地域規模でさえも、これまで実施されたことはありません」と、ベルギーのブリュッセル自由大学の研究者で、この研究の筆頭著者であるベロニカ・トレナール氏は言う。この種のデータに基づく分析は、「これまでこのような形で実施されたことはありません」。

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現場での捜索中、科学者が直感を頼りにするのは当然のことだ、直感は重要な研究や過去の経験から得られることが多い、とトーレナール氏は言う。しかし、同氏は、このツールは検証にも使えると付け加える。AI は、多くの専門家が隕石の追跡に頼る「直感」を検証したり反証したりできると同時に、費用のかかる隕石回収作業も抑制できるのだ。

トーレナール氏と彼女のチームは、研究者が隕石を発見した2,254か所と、隕石の存在が知られていない210万か所を認識できるよう機械学習アルゴリズムを訓練した。そして、現地調査の容易さと成功度に応じてMSZをランク付けする指標を作成した。

これらの未踏の地域のいくつかは、南極大陸にある70の常設研究基地の近くにあることも判明した。

この技術では、南極大陸の正確な地図を作成し、予測を立てるために、衛星から取得した南極大陸の表面温度、表面速度、表面傾斜、レーダー後方散乱（電磁エネルギーが地形によって発生源に反射される現象）のデータを利用する。隕石が地面に落ちると、通常、大陸全体の約 98 パーセントを覆う南極大陸の厚い雪に覆われた氷床に閉じ込められるため、研究チームはこれらの要素を考慮する必要があった。

これらの隕石は氷流と重力によってこの地域の下に運ばれ、その多くは海に流れ込む。しかし、特に幸運な標本は、積雪よりも融解が速いために独特の明るい青色を呈する場所であるブルーアイスエリア（BIA）と呼ばれる場所で地表に浮上する。

発掘された宇宙の岩石の多くは火星と木星の間から来ているが、より珍しいのは月の隕石で、一部の科学者は月の裏側から来たものだと言っている。天体の起源に関係なく、これらの岩石の破片はすべて「地球が内側からどのように見えるかについて多くのことを教えてくれる」と、スイスのチューリッヒ工科大学の氷河学者でこの研究の共著者の一人であるハリー・ゼコラリ氏は言う。

以前に一度南極を訪れたことがあるゼコラリ氏によると、探検遠征は困難なこともあるが、回収された隕石の科学的価値は見逃せないほど貴重だという。「太陽系の年齢について教えてくれる多くの事柄は、隕石から本当にわかるのです」とゼコラリ氏は言う。

科学界がすでに発見している4万5000個の隕石のうち、トレナール氏のチームは、南極の厚い氷床の下にまだ約30万個が眠っていると予想している。また、同氏の研究では、1912年に最初の南極隕石が発見されて以来、地表にある隕石のうち回収されたのは15％未満だという仮説も立てている。

ゼコラリ氏は、こうした食い違いの一部は、現地調査の一般的な実施方法に起因していると考えている。「これまでのところ、現地では、スノースクーターに乗って走り回るだけです」と同氏は言う。「ただ隕石を探しているだけなのに、かなり多くの隕石を見逃している可能性があります。」

将来、ゼコラリ氏の夢は、ドローンを AI と同様の方法で活用することです。この最新のツールは、個々の探索の効率化に役立つだけでなく、世界中の隕石探査ミッションの改善にも役立つ可能性があります。

このプロジェクトの今後の予定については、研究著者らはすでに来年中に南極へのミッションの準備を進めており、そこで新しいアルゴリズムを自らテストしたいと考えている。

「私たちはできるだけ多くの隕石を見つけたいし、みんなに見つけてもらいたいと思っています」とゼコラリ氏は言う。「この研究で、私たちは人々を正しい方向に導こうとしています。」