Yapay zekâ, dünya okyanuslarında devasa bir alg patlamasını ortaya çıkardı

Araştırmacılar, bu genişlemenin muhtemelen okyanus sıcaklıklarındaki, akıntılardaki ve besin seviyelerindeki değişikliklerden etkilendiğini söylüyor. Bu değişim, deniz ekosistemleri, turizm, halk sağlığı ve kıyı ekonomileri için büyük sonuçlar doğurabilir.

Çalışma, Güney Florida Üniversitesi ve Ulusal Okyanus ve Atmosfer İdaresi’ndeki bilim insanları tarafından yürütüldü. Ayrıca, yapay zekanın, elle incelenmesi zor olacak devasa miktardaki uydu verisini işlemek için nasıl kullanılabileceğini de vurguluyor.

Yapay Zeka Küresel Alg Değişimini Ortaya Koyuyor

USF Deniz Bilimleri Fakültesi’nde oşinografi profesörü ve Nature Communications’da yayınlanan makalenin kıdemli yazarı Chuanmin Hu, “Bölgesel çalışmalar yayınlanmış olsa da, makalemiz makroalg tabakaları ve mikroalg tabakaları da dahil olmak üzere yüzen alglerin ilk küresel resmini sunuyor” dedi . “Sonuçlarımız, küresel okyanusun artık yüzen makroalglerin büyümesini desteklediğini gösteriyor.”

Hu’ya göre, deniz yosunu gibi makroalglerin hem faydalı hem de zararlı etkileri olabilir. Açık okyanusta, yüzen algler deniz türleri için önemli yaşam alanları ve üreme bölgeleri oluşturarak balıkçılığı destekleyebilir.

Büyük miktarlarda yosun kıyıya ulaştığında sorunlar ortaya çıkar. Yosunlar çürüdükçe deniz ortamlarına zarar verebilir, insan ve hayvan sağlığını tehdit edebilir, turizmi olumsuz etkileyebilir ve kıyı toplulukları için mali kayıplara yol açabilir.

Floating Blooms Dünya Çapında Yayılıyor

Araştırmacılar, 2003 ile 2022 yılları arasında hem mikroalg tabakalarının hem de makroalg örtülerinin küresel olarak arttığını tespit etti.

Okyanus yüzeyinde yüzen mikroalgler, yılda yüzde bir gibi mütevazı ancak istatistiksel olarak anlamlı bir oranda büyüdü. Makroalgler bazı bölgelerde çok daha hızlı yayıldı. Tropikal Atlantik ve batı Pasifik’te, alg patlamaları yıllık yüzde 13,4 oranında arttı ve biyokütledeki en keskin artış 2008’den sonra başladı.

Mikroalg patlamalarının kapladığı toplam alan 43,8 milyon kilometrekareye (16,9 milyon mil kare) ulaşarak tarihsel kalıplardan belirgin bir sapma gösterdi.

2008’den Sonra Büyük Çiçeklenmeler Ortaya Çıktı

Araştırmacılar, makroalg patlamaları için 2010 civarında önemli bir dönüm noktası tespit ettiler.

Yeşil deniz yosunu Ulva’nın ilk büyük çaplı çoğalması 2008’de Sarı Deniz’de ortaya çıktı. 2011’de tropikal Atlantik’te büyük bir sargassum çoğalması yaşandı, bunu 2012’de Doğu Çin Denizi’nde bir başka çoğalma izledi.

“2008’den önce, Sargasso Denizi’ndeki sargassum dışında, makroalglerin büyük çaplı çoğalması rapor edilmemişti,” dedi Hu. “Küresel ölçekte, makroalg bakımından fakir bir okyanustan makroalg bakımından zengin bir okyanusa doğru bir rejim değişikliğine tanık oluyoruz gibi görünüyor.”

1,2 Milyon Uydu Görüntüsü Analiz Edildi

Hu ve meslektaşları, küresel okyanusu kapsayan 1,2 milyon uydu görüntüsünü incelemek için yapay zekayı kullandılar. Analizleri 13 coğrafi bölgeyi ve beş alg kategorisini içeriyordu.

Ekip, yüzeyde yüzen alglerle ilişkili ince görsel sinyalleri tanımak için derin öğrenme modeli eğitti. Bu alg özellikleri genellikle birçok piksele yayılır, ancak genellikle tek bir pikselin yüzde birinden daha azını oluştururlar.

NOAA Uydu Uygulamaları ve Araştırma Merkezi’nde okyanus bilimci olan ve çalışmanın ilk yazarı Lin Qi, aynı araştırma grubu tarafından daha önce oluşturulmuş bir bilgisayar modelini değiştirdi. Geliştirilmiş sistem, araştırmacıların yirmi yıllık küresel uydu gözlemlerini analiz etmelerine olanak sağladı.

Modelin eğitilmesi birkaç ay sürdü ve milyonlarca görüntü özelliğini içerdi.

Yüksek Performanslı Bilgisayar Teknolojisi Bu Çalışmayı Mümkün Kıldı

Araştırmacılar, projenin gerektirdiği işlem gücünü USF’nin Araştırma Bilişim tesisinin sağladığını belirtti.

Yüksek performanslı bilgi işlem sistemleri, aynı anda birkaç uydu görüntüsü setinin işlenmesine olanak sağladı. Bu yeteneğe rağmen, 1,2 milyon görüntünün tamamının analiz edilmesi yine de birkaç ay sürdü.

Qi, “Bu çalışma, yüksek performanslı bilgi işlem olanakları ve NOAA ile USF arasındaki uzun vadeli işbirlikleri olmadan imkansız olurdu,” dedi.

Isınma ve Besin Maddesi Akışı Büyümeyi Hızlandırabilir

Çalışma, yüzen alglerin yayılmasını insan faaliyetleri ve doğal iklim varyasyonunun bir kombinasyonuna bağladı.

Okyanusa karışan besin maddesi akıntısı bazı bölgelerde alg büyümesini teşvik ederken, ısınan sular ve diğer iklimle ilgili değişiklikler başka yerlerde buna katkıda bulunuyor olabilir. Araştırmacılar, nedenlerin bölgeden bölgeye değişebileceğini belirtti.

Qi, geleceğe yönelik olarak, “Daha fazla uydu verisi inceleyeceğiz ve genişlemeleri daha iyi anlamaya çalışacağız” dedi.