Машинное обучение предсказывает новые детали геотермального теплового потока под ледниковым щитом Гренландии

Исследование, опубликованное в журнале Geophysical Research Letters, использует машинное обучение для создания усовершенствованной модели понимания геотермального теплового потока — тепла, исходящего из недр Земли — под ледниковым щитом Гренландии. Этот новый для гляциологии подход может привести к более точным прогнозам потери массы льда и глобального повышения уровня моря.

Ключевые выводы включают:

• В Гренландии наблюдается аномально высокий тепловой поток на относительно большой территории на севере, простирающейся от внутренних районов к востоку и западу.
• В южной Гренландии относительно низкий геотермальный тепловой поток, что соответствует распространению Североатлантического кратона — стабильной части одной из древнейших сохранившихся континентальных корон планеты.
• Модель предсказывает слегка повышенный тепловой поток выше по течению от нескольких быстро движущихся ледников, включая Якобсхавн в центрально-западной части, самый быстрый ледник на Земле.

«Тепло, которое поднимается из недр Земли, влияет на количество таяния у основания ледникового щита, поэтому крайне важно понимать структуру этого тепла и то, как оно распределено подо льдом», — пояснил ведущий автор исследования, аспирант по геологии из Университета Канзаса Сорущ Резванбехбахани. Вместо дорогостоящих полевых измерений учёные использовали статистические методы и машинное обучение, чтобы предсказать значения теплового потока на основе 22 геологических переменных, таких как топография коренных пород, толщина коры, магнитные аномалии, типы горных пород и близость к разломам, хребтам, вулканам и горячим точкам.

Новая модель является «определённым улучшением» по сравнению с текущими, которые часто предполагают однородное значение теплового потока по всей Гренландии или учитывают лишь один набор данных. Пятью наиболее важными геологическими признаками для прогнозирования оказались топография, расстояние до молодых рифтов, расстояние до желоба, глубина границы литосфера-астеносфера и глубина до границы Мохоровичича. Ожидается, что карта геотермального теплового потока, созданная исследователями, будет соответствовать реальным значениям с точностью около 15%.

«Самое интересное открытие — это резкий контраст между югом и севером Гренландии», — отметил Резванбехбахани. Модель показала, что низкий тепловой поток характерен для гораздо большей части южного ледникового щита, чем считалось, в то время как на севере выявлены обширные области с высоким потоком. Учёные подчеркивают, что модель будет становиться точнее по мере накопления новых данных, а применение технологий машинного обучения для синтеза разнообразной информации становится всё более важным в науках о Земле.