Hace cincuenta años, un equipo de científicos cruzó la Antártida en avión, recolectando imágenes de radar de las capas de hielo. Ahora, un esfuerzo de varios continentes para digitalizar y analizar esos datos antiguos, con la ayuda de Hollywood, está proporcionando información invaluable sobre la forma y el flujo de las capas de hielo del continente sur y sus contribuciones al aumento del nivel del mar a medida que el mundo se calienta.

El proyecto, una colaboración entre la Universidad de Stanford y el Scott Polar Research Institute (SPRI) de la Universidad de Cambridge en el Reino Unido, fue encabezado por el geofísico de Stanford Dustin "Dusty" Schroeder, quien creía tan firmemente en el valor de los datos almacenados en las películas que arriesgó una buena parte de su presupuesto de investigación en un escáner de película digital de última generación.

"Fue una apuesta seria, pero es tan raro que tenga la oportunidad de recuperar información de las primeras observaciones que formaron los cimientos de su campo y hacerla accesible a la comunidad científica moderna que tuvimos que probar, "dice Schroeder, quien es profesor asistente de geofísica en la Escuela de la Tierra de Stanford, Ciencias energéticas y ambientales.

El casi 1, 000 rollos de película de 35 mm y 8 mm se habían reunido a fines de los años sesenta y setenta como parte de un estudio antártico realizado por un consorcio internacional de estadounidenses, Geocientíficos británicos y daneses.

Los vuelos, hecho utilizando un avión militar estadounidense C-130 de largo alcance convertido, estaban orientados a explorar la Antártida, que era en muchos sentidos terra incognita en ese momento. "Fue el último continente inexplorado, y estos científicos estaban tratando de responder preguntas fundamentales, como lo que había debajo de todo ese hielo, ", Dice Schroeder.

Esas mediciones de radar históricas siguen siendo relevantes hoy en día, Schroeder dice:y podría ayudar a mejorar las predicciones científicas sobre cómo el cambio climático está afectando el hielo en el continente helado, una de las mayores incertidumbres en las predicciones del aumento del nivel del mar.

"El IPCC [Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático] está trabajando arduamente para hacer predicciones sobre el cambio climático que se extienden a 20, 30, 50 años en el futuro, ", Dice Schroeder." Con estos viejos registros, sabemos cómo era la Antártida hace 40 años, para que podamos ver qué tan bien nuestros modelos pueden simular con precisión los cambios pasados ​​que se han producido. Si lo hacen, eso nos da más confianza en sus proyecciones para el futuro ".

Dando nueva vida a películas antiguas

Realizado en el transcurso de aproximadamente una década, Los estudios aéreos implicaron cruzar la Antártida repetidamente, cubriendo un total de aproximadamente un cuarto de millón de millas de línea, y el uso de un radar que penetra en el hielo para mirar debajo de la superficie hasta una profundidad de aproximadamente 3 millas.

Debido a que los discos duros digitales no existían en ese entonces, los científicos registraron los datos del radar en una película analógica, que luego tuvo que ser desarrollado y analizado minuciosamente a mano. "Brillarían una luz a través de la película para ver los garabatos y las imágenes grabadas en el registro analógico de la película en sí, o tendrían que hacer copias de la película para poder estudiarlas, ", Dice Schroeder.

En los años intermedios, Se han desarrollado escáneres de películas digitales que pueden extraer nuevos detalles de películas antiguas. "Ahora podemos ver en las imágenes escaneadas características mucho más tenues que las que el ojo humano percibe, ", Dice Schroeder.

Schroeder no es el primero en tener la idea de pasar películas científicas antiguas por escáneres modernos para extraer hasta el último dato útil. Un proyecto en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore implica restaurar y digitalizar películas antiguas de pruebas de bombas atómicas para mejorar los modelos informáticos modernos de detonaciones nucleares.

Lasergraphics, una empresa de escáneres de películas con sede en Irvine, California, proporcionó los escáneres utilizados en los proyectos de Livermore y Antarctic. El modelo particular que usó Schroeder costó aproximadamente $ 100, 000 y puede escanear películas a una velocidad de hasta 30 fotogramas por segundo con una resolución de 5K.

Antes de que pudieran analizarse las películas antiguas, Los investigadores de Stanford y SPRI tuvieron que catalogar, preservarlos y prepararlos en un formato que el escáner digital pueda manejar.

El aproximadamente 1, 000 rollos de película antártica se almacenaron en un museo en el Reino Unido, y Schroeder tenía permiso del director de SPRI, Julian Dowdeswell, para acceder a ellos. "Conocí a Dusty de cuando formamos parte de un programa colaborativo de radar aerotransportado hace unos años, así que estaba feliz de trabajar con él, dada su experiencia detallada en el análisis e interpretación de datos de radar, "Dowdeswell dice.

La fragilidad de las películas, sin embargo, y el hecho de que también fueron importantes artefactos históricos de la exploración polar, significaba que no podían salir del museo. Para digitalizar la película, Schroeder y su escáner, que requería dos personas para transportarlo, tuvieron que viajar a Cambridge.

Con la ayuda de dos historiadores del arte que contrató para el proyecto, Schroeder pasó dos semanas en la Universidad de Cambridge catalogando meticulosamente y luego empalmando cientos de rollos de película en aproximadamente 75 carretes que el escáner digital podía leer. "Estábamos en el museo de 14 a 16 horas al día. Nos hospedaron en la Universidad de Cambridge y comimos en el comedor de la facultad, ", Dice Schroeder." Fue una experiencia muy parecida a la de Harry Potter ".

Todo dicho, las mediciones del radar antártico almacenadas en la película ocuparon 80 terabytes de datos, que Schroeder transportó de regreso a Stanford en 12 discos duros para su análisis.

Gracias a la academia

Hubo un último obstáculo que superar antes de que Schroeder sintiera que el escaneo estaba completo:además de los cientos de rollos de película revelada, había alrededor de 70 cartuchos de película de 8 mm sin revelar.

"La película de 8 mm contenía información radiométrica que estaba ausente en la película de 35 mm, ", Dice Schroeder." Hacer uso de esa información fue una de las cosas que más me entusiasmaron en el proyecto ".

Pero a pesar de todos sus esfuerzos, Schroeder no pudo encontrar un lugar en el Reino Unido que aún desarrollara el antiguo formato de película. Con su tiempo en Cambridge llegando a su fin, Schroeder casi se rindió, pero luego tuvo una idea.

"Fui a Oscars.com, porque pensé que saben de cine ", dice." Eso me llevó a la Academia de Artes y Ciencias Cinematográficas, y sorprendentemente pudieron ponerme en contacto con algunos desarrolladores de películas en California. Entonces, Me gustaría agradecer a la Academia por eso ".

A Schroeder se le permitió transportar la película de 8 mm no expuesta a California para su revelado, pero con una condición:tenía que llevarlo a mano y nunca perderlo de vista. Esa estipulación provocó un tenso intercambio en el aeropuerto de Heathrow cuando Schroeder se negó a permitir que la seguridad hiciera rayos X de la película. "Yo estaba allí sosteniendo la película, y decirles '¡Este es un récord climático invaluable! ¿Te sientes cómodo destruyéndolo? '", Dice Schroeder." Finalmente llegamos a un entendimiento y me las arreglé para tomar el avión ".

La película finalmente se envió a Pro8mm, una empresa de procesamiento de películas ubicada a solo dos millas del Warner Bros. Studio en Burbank, California. Aunque la compañía advirtió a Schroeder que no se hiciera ilusiones con una película tan antigua, pudieron digitalizar todo en un día.

Para dar sentido a los datos de radar recién digitalizados, Schroeder colaboró ​​con científicos informáticos de Stanford que aplicaron técnicas de visión artificial y aprendizaje automático para leer y registrar automáticamente números clave en las imágenes de película escaneadas.

Los números representaban información sobre la configuración de las antenas de radar y las marcas de tiempo de los vuelos que, cuando se combina con los registros escritos a mano de los científicos, proporcionó información valiosa sobre latitud y longitud. "Para hacer algo útil con los datos, tuvimos que extraer todos los dígitos impresos en la película, "dice John Emmons, un estudiante de doctorado en ciencias de la computación en Stanford que trabajó en el proyecto.

Emmons desarrolló un programa para leer o adivinar qué número representa un dígito, incluso cuando el dígito estaba en una película que se había invertido, o al revés, o parcialmente oscurecido por cinta adhesiva.

Keith Winstein, profesor asistente de ciencias de la computación en Stanford y asesor de Emmons, dice que estaba emocionado de trabajar en un proyecto tan inusual. "La oportunidad de utilizar técnicas de análisis de macrodatos y visión por computadora para hacer una contribución a la glaciología, eso es algo raro y emocionante para nosotros, "Dice Winstein.

Schroeder dice que los resultados de los análisis preliminares de su equipo de los datos procesados ​​parecen prometedores. "Nuestras imágenes muestran capas de hielo que no eran visibles en las publicaciones más antiguas porque la resolución de la película escaneada es mucho mayor, ", Dice Schroeder.

No es solo que los científicos ahora pueden ver más en las películas antiguas, también los miran con una nueva perspectiva, una que se beneficia de medio siglo de retrospectiva científica. "Estos datos se recopilaron durante una época en la que no se sabía mucho sobre la capa de hielo de la Antártida, ", Dice Schroeder." Desde entonces, los científicos han encontrado canales debajo de las plataformas de hielo y sabemos más sobre cómo funcionan las líneas de conexión a tierra. Entendemos que la Antártida es un lugar mucho más dinámico de lo que pensábamos en ese momento. Cuando miramos esta película ahora, podemos ver evidencia de muchas de estas cosas en los registros antiguos porque sabemos qué buscar ".

El grupo de Schroeder espera publicar los resultados de su proyecto el próximo año y están trabajando con las Bibliotecas de Stanford para que los datos estén disponibles públicamente a través de una exhibición virtual en línea.

Cada vez más, Schroeder dice que su apuesta por el escáner de película de alta gama parece una apuesta inteligente. "Desde entonces nos enteramos de otros estudios similares de penetración de hielo en el aire de la Antártida y Groenlandia que también se grabaron en una película y estamos trabajando para digitalizarlos también, ", dice." El escáner ha sido una inversión mucho más interesante y duradera de lo que pensé que iba a ser ".