Průlomová simulace odhaluje, jak ledovce před 24 000 lety přenesly miliony balvanů přes Alpy
InovaceVědci z Univerzity v Lausanne (UNIL) poprvé zrekonstruovali cesty, které před 24 000 lety urazily obří kameny přes celou alpskou oblast. Díky nové počítačové simulaci se podařilo vizualizovat dráhy milionů hornin, které zásadně formovaly dnešní krajinu.
Vědci z Univerzity v Lausanne (UNIL) poprvé zrekonstruovali cesty, které před 24 000 lety urazily obří kameny přes celou alpskou oblast. Díky nové počítačové simulaci se podařilo vizualizovat dráhy milionů hornin, které zásadně formovaly dnešní krajinu. Mnoho balvanů roztroušených po švýcarské krajině tak nepochází z místa, kde se nyní nacházejí, ale byly přeneseny ledem.
Tato studie pomáhá odpovědět na základní geologické otázky, například proč je město Lausanne postaveno na terasách, jak vzniklo Ženevské jezero, nebo jak se balvany vážící stovky tun ocitly roztroušené po švýcarské krajině. Většina dnešní krajiny byla totiž utvářena velkými dobami ledovými, z nichž poslední dosáhla svého vrcholu právě před 24 000 lety. Tehdy obrovské ledovce proudily z alpských vrcholů jako gigantické buldozery, erodovaly terén, transportovaly obrovské množství hornin a sedimentů, vyřezávaly údolí a tvarovaly pánve, které se později staly jezery. Až dosud sice rozsáhlé terénní studie umožnily určit původ mnoha bludných balvanů, ale jejich trasy byly často neintuitivní a obtížně rekonstruovatelné.
Tým z UNIL vyvinul první počítačovou simulaci schopnou rekonstruovat a vizualizovat cesty bludných balvanů a úlomků hornin transportovaných ledovci z horských vrcholů do údolí v celé alpské oblasti. Vedoucí autor studie Tancrède Leger vysvětluje, že simulace ukazuje, jak ledovce transportovaly horniny krajinou a například odhaluje cesty, kterými některé z nich překročily horská sedla. Součástí výzkumu je i katalog podrobně popisující původ a transportní cesty ledovcových usazenin napříč různými alpskými regiony, který může pomoci geologům při plánování výzkumu morén nebo sedimentárních pánví. Výzkum byl umožněn díky unikátnímu nástroji IGM, který umožňuje simulaci pokrytí ledovcem a toku ledu za různých parametrů, včetně topografie a minulých či současných klimatických podmínek. Model byl „nakrmen“ miliony bodů představujících bludné balvany a sedimenty, a následně byly vypočítány jejich trajektorie, přičemž byly zohledněny faktory jako rychlost toku ledu a vliv skalních stěn na sesuvy hornin.
Tento typ vysoce rozlišené simulace umožňuje poprvé vizualizovat tyto procesy hmatatelným způsobem. Dříve bylo výpočet trajektorií milionů balvanů a úlomků hornin v numerickém modelu extrémně náročný a vyžadoval by prohibitivní výpočetní výkon. To se stalo proveditelným díky nedávnému pokroku v grafických procesorových jednotkách (GPU). Tyto jednotky, původně navržené pro vykreslování obrazu a videohry, se staly klíčovým nástrojem ve vědeckých výpočtech. Jejich architektura, složená z tisíců jader schopných provádět mnoho výpočtů paralelně, je činí obzvláště vhodnými pro trénování modelů umělé inteligence. Vzestup AI tak urychlil vývoj těchto čipů. Nástroj IGM, vyvinutý na UNIL, je nyní až stokrát rychlejší než dříve a je již používán glaciology po celém světě, přičemž vedl k 18 vědeckým publikacím. Širším cílem této práce je pomoci řešit zásadní geologické otázky, včetně formování alpských prostředí a jezer, a obecně zlepšit naše chápání toho, jak se krajiny formují a vyvíjejí v dlouhodobém horizontu.