Znajdowanie skamieniałości z powietrza jeszcze przed wyjściem z laboratorium
Paleontolodzy nie mają obecnie możliwości przewidzenia, gdzie szukać skamieniałości z pewnym akceptowalnym prawdopodobieństwem powodzenia. Mogą poświęcić dużo czasu i wysiłku na planowanie poszukiwań, a mimo to wrócić do laboratorium z pustymi rękami lub szczątkami niskiej jakości. Przy wsparciu programu działania „Maria Skłodowska-Curie” (MSCA) stypendystka MSCA Elena Ghezzo z Uniwersytetu Ca' Foscari w Wenecji opracowała narzędzia do przetwarzania sygnałów na potrzeby obrazowania wielospektralnego, aby ułatwić paleontologom sprawne i skuteczne prowadzenie prac wykopaliskowych.
Znajdowanie skamieniałości na ziemi z powietrza
Kamery wielospektralne wykorzystują wiele czujników, z których każdy wykrywa inne długości fal. Obrazy tworzone są poprzez nakładanie na siebie warstw obrazu utrwalonego przy każdej długości fali dla każdego piksela, zapewniając informacje o wysokiej rozdzielczości, dotyczących wielu materiałów. Kamery można zamontować na satelicie, dronie lub samolocie i są już wykorzystywane w takich zastosowaniach, jak monitorowanie środowiska i nadzór wojskowy. Ghezzo wyjaśnia: „Pomysł odnajdywania skamieniałości za pomocą obrazowania wielospektralnego przy użyciu satelitów wpadł mi do głowy znienacka, po wyjściu z seminarium w Ca' Foscari prezentującego program MSCA. Znałam problem i potencjał oraz wiele miejsc, w których można przetestować tę metodę, a podczas studiów magisterskich zapoznałam się z metodą obrazowania wielospektralnego. Musiałam poszerzyć swoją wiedzę z zakresu geologii i teledetekcji oraz umiejętności komputerowe i statystyczne. Umożliwiło mi to stypendium MSCA”.
Elastyczne, znormalizowane obrazowanie wielospektralne materiałów kopalnych
W ramach stypendium Ghezzo odbywała swoim dronem loty nad pustynią Atacama w Peru, odkrywając szkielety wymarłych wielorybów. Dowiedziała się, jak działają parki narodowe w Stanach Zjednoczonych i jak zachowują swoje dziedzictwo kulturowe dla przyszłych pokoleń, a także przestudiowała dane dotyczące istniejących gatunków w Muzeum Narodowym Szkocji w Edynburgu. Następnie opracowała pierwsze narzędzia, które umożliwiają analizę i klasyfikację obrazów wielospektralnych, skupiając się na skamieniałościach. Nadrzędnym celem Ghezzo była normalizacja badań paleontologicznych w celu poprawy porównań. Powtarzalność i wiarygodność metodologii i danych przerosła jej oczekiwania. „Obrazowanie wielospektralne jest pionierską metodą badania materiałów kopalnych. Można je zastosować zarówno w terenie, jak i w laboratoriach czy muzeach, oraz do każdego rodzaju materiału kopalnego. Moje narzędzia pomogą naukowcom zidentyfikować nie tylko obiecujące miejsca wykopalisk, ale także pojedyncze skamieniałości – pojedynczy skamieniały liść lub kość udową zauropoda częściowo ukrytą pod powierzchnią – jeszcze przed opuszczeniem laboratorium”, wyjaśnia Ghezzo. Ich solidność utoruje również drogę do rozszerzenia zastosowania narzędzia na wiele dziedzin.
Przyszłość paleontologii
Kamery wielospektralne na znajdujących się obecnie na orbicie satelitach rejestrują mniej niż 10 pasm długości fali (posiadając mniej niż 10 czujników) z rozdzielczością wystarczającą dla zakresu tych badań (około 1–2 m). Kamery hiperspektralne z ponad 100 czujnikami są już dostępne na rynku, choć nie latają jeszcze na satelitach. Jeśli uwzględnić całe spektrum elektromagnetyczne, rozdzielczość może wzrosnąć do około 30 cm. W przyszłości Ghezzo może dowiedzieć się więcej o reakcji spektralnej skamielin w ramach przygotowań do tego ogromnego wzrostu dostępnych danych. Rewolucjonizuje ona paleontologię i zaprasza każdego czytelnika, który chciałby zastosować jej metody lub podjąć z nią współpracę, do kontaktu.
Słowa kluczowe
REFIND, skamielina, obrazowanie wielospektralne, paleontologia, satelita, dron, czujniki, teledetekcja
