Vedci analyzovali 5 163 kamenných ľadovcov v oblasti Pamir-Karakoram-Kunlun a zistili, že ich rýchlosť najvýraznejšie súvisí s tým, či sú v horných častiach napojené na ľadovec. V priemere sa takéto útvary pohybujú rýchlejšie než kamenné ľadovce napojené na svahový sutový materiál. Práca zároveň ukazuje, že priestorové rozdiely v rýchlosti viac určujú geomorfologické vlastnosti terénu než regionálne klimatické rozdiely.
Snímka zobrazuje: Uncovering controlling factors on rock glacier velocities in the Pamir-Karakoram-Kunlun region using explainable machine learning.
Kamenné ľadovce sú útvary z ľadu a horninovej sute, ktoré sa vyskytujú vo vysokých pohoriach. Vznikajú pomalým, dlhodobým tečením permafrostu bohatého na ľad. Pre vedcov sú dôležité preto, že nesú informácie o stave horského permafrostu, o pohybe vody v horách aj o možných prírodných rizikách.
Autori použili štyri metódy strojového učenia: support vector machine, extreme gradient boost, random forest a backpropagation neural network. Ich cieľom bolo namodelovať vzťah medzi rýchlosťou kamenných ľadovcov a okolitými environmentálnymi premennými v celom veľkom horskom regióne. Následne siahli po metóde SHapley Additive exPlanations, aby určili, ktoré premenné majú na výsledok najväčší vplyv.
Najdôležitejším faktorom sa ukázalo napojenie na ľadovec vo vyššie položenej časti svahu. Kamenné ľadovce s takýmto napojením mali v skúmanej oblasti medián rýchlosti 38 centimetrov za rok. Pri útvaroch napojených na sutový materiál bol medián 28 centimetrov za rok. Výsledok naznačuje, že prísun hmoty a podmienky v bezprostrednom horskom reliéfe môžu mať pre pohyb týchto telies väčší význam, než sa dalo odhadovať len z lokálnych pozorovaní.
Druhým a tretím najdôležitejším faktorom boli rozloha kamenného ľadovca a sklon svahu. Väčšie útvary a strmšie svahy sa spájali s vyššou rýchlosťou pohybu. Na ďalších miestach sa umiestnili trvanie snehovej pokrývky a zrážky. Teplota vzduchu mala podľa autorov na rýchlosť len minimálny vplyv.
V praktickej rovine to znamená, že pri odhadovaní správania kamenných ľadovcov vo veľkých horských oblastiach nemusí stačiť sledovať iba regionálnu klímu. Dôležité sú aj vlastnosti samotného útvaru a jeho napojenie na okolité glaciálne a svahové prostredie. To môže pomôcť pri lepšom hodnotení permafrostu, horskej hydrológie aj možných geomorfologických rizík.
Kamenný ľadovec nie je klasický ľadovec z čistého ľadu. Ide o zmes horninovej sute a ľadu, ktorá sa veľmi pomaly posúva dolu svahom. Takéto útvary sú typické pre chladné vysokohorské oblasti, kde pretrváva permafrost. Všeobecne platí, že ich pohyb a tvar môžu veľa napovedať o tom, ako sa mení zmrznuté podložie, koľko vody sa v horách zadržiava a kde sa môžu objaviť nestabilné svahy.
Práve preto je dôležité vedieť, čo ich pohyb riadi. Na jednotlivých lokalitách sa podobné otázky skúmali už skôr, no pri veľkých regiónoch bývalo ťažšie oddeliť miestne vplyvy od širších environmentálnych faktorov.
Ako vedci použili strojové učenie
Autori sa nesústredili len na jeden model, ale porovnali štyri prístupy strojového učenia. Takýto postup je užitočný najmä vtedy, keď sú vzťahy medzi premennými zložité a nemusia byť lineárne. Namiesto jednoduchého porovnania dvoch či troch faktorov môžu modely zachytiť širší súbor súvislostí medzi tvarom reliéfu, snehom, zrážkami a ďalšími podmienkami.
Dôležitou súčasťou práce bola aj interpretácia výsledkov. Metóda SHapley Additive exPlanations slúži na to, aby sa dalo spätne odhadnúť, ktoré premenné mali pri predikciách najväčšiu váhu. Inými slovami, nejde len o to, že model niečo vypočítal, ale aj o snahu pochopiť, prečo k takému záveru dospel.
Prečo napojenie na ľadovec mení rýchlosť pohybu
Kľúčovým zistením štúdie je význam spojenia kamenného ľadovca s ľadovcom vo vyššej časti svahu. Zdroj neuvádza podrobný mechanizmus, no samotný výsledok ukazuje, že tento typ prepojenia úzko súvisí s rýchlejším pohybom. V širšom kontexte vysokohorského prostredia môže byť takéto napojenie dôležité preto, že ovplyvňuje prísun materiálu a podmienky, v ktorých sa útvar vyvíja.
Štúdia zároveň odlišuje útvary napojené na ľadovec od tých, ktoré sú späté so sutovým svahom. Už tento rozdiel ukazuje, že kamenné ľadovce nemožno brať ako jednu jednotnú skupinu. Ich pôvod a väzba na okolitý terén zrejme výrazne menia aj ich dynamiku.
Geomorfológia verzus klíma: čo vyšlo dôležitejšie
Jedným z hlavných odkazov práce je, že priestorovú variabilitu rýchlosti v tejto oblasti silnejšie vysvetľujú geomorfologické vlastnosti než regionálna klimatická variabilita. To je dôležité najmä preto, že diskusie o vysokohorských zmenách sa často sústreďujú predovšetkým na teplotu vzduchu.
Táto analýza však naznačuje, že samotný tvar a veľkosť útvaru, sklon terénu či trvanie snehovej pokrývky môžu mať pre rozdiely medzi lokalitami väčšiu váhu. Teplota vzduchu mala v modeli len minimálny vplyv. To neznamená, že klíma je bezvýznamná vo všeobecnosti, ale v tomto konkrétnom regionálnom porovnaní nepatrila medzi hlavné vysvetľujúce premenné rýchlosti.
Čo zistenia znamenajú pre výskum a čo ešte nevieme
Výsledky vypĺňajú medzeru medzi podrobnými štúdiami jednotlivých lokalít a pohľadom na celý veľký horský región. Pre výskum permafrostu je to dôležité preto, že kamenné ľadovce reagujú na miestne podmienky inak, než by sa dalo usudzovať len z regionálnych klimatických ukazovateľov. Takéto poznatky môžu zlepšiť mapovanie horských procesov aj hodnotenie oblastí, kde môže pohyb zmrznutých sutí predstavovať riziko.
Zároveň však ostávajú otvorené otázky. Táto práca ukazuje, ktoré faktory najlepšie vysvetľujú priestorové rozdiely v rýchlosti v regióne Pamir-Karakoram-Kunlun, no sama osebe neznamená, že máme úplne objasnené všetky fyzikálne mechanizmy na každej lokalite. Práve spojenie regionálnych modelov s detailnými terénnymi meraniami bude dôležité pre ďalší výskum.
Na poskytovanie tých najlepších skúseností používame technológie, ako sú súbory cookie na ukladanie a/alebo prístup k informáciám o zariadení. Súhlas s týmito technológiami nám umožní spracovávať údaje, ako je správanie pri prehliadaní alebo jedinečné ID na tejto stránke. Nesúhlas alebo odvolanie súhlasu môže nepriaznivo ovplyvniť určité vlastnosti a funkcie.
Funkčné
Vždy aktívny
Technické uloženie alebo prístup sú nevyhnutne potrebné na legitímny účel umožnenia použitia konkrétnej služby, ktorú si účastník alebo používateľ výslovne vyžiadal, alebo na jediný účel vykonania prenosu komunikácie cez elektronickú komunikačnú sieť.
Predvoľby
Technické uloženie alebo prístup je potrebný na legitímny účel ukladania preferencií, ktoré si účastník alebo používateľ nepožaduje.
Štatistiky
Technické úložisko alebo prístup, ktorý sa používa výlučne na štatistické účely.Technické úložisko alebo prístup, ktorý sa používa výlučne na anonymné štatistické účely. Bez predvolania, dobrovoľného plnenia zo strany vášho poskytovateľa internetových služieb alebo dodatočných záznamov od tretej strany, informácie uložené alebo získané len na tento účel sa zvyčajne nedajú použiť na vašu identifikáciu.
Marketing
Technické úložisko alebo prístup sú potrebné na vytvorenie používateľských profilov na odosielanie reklamy alebo sledovanie používateľa na webovej stránke alebo na viacerých webových stránkach na podobné marketingové účely.
