استفاده از هوش مصنوعی برای شناسایی منابع پنهان انرژی پاک در زیر زمین

15 دسامبر 2023 -توسط تاتیانا وودال، دانشگاه ایالتی اوهایو-اعتبار: دامنه عمومی Pixabay/CC0

از آنجایی که تلاش‌ها برای دور شدن از سوخت‌های فسیلی، شکار منابع جدید انرژی کم کربن را تقویت می‌کند، دانشمندان یک مدل یادگیری عمیق برای اسکن زمین برای شناسایی سطحی مخازن زیرسطحی هیدروژن آزاد طبیعی ایجاد کرده‌اند.

محققان از این الگوریتم برای کمک به محدود کردن موقعیت بالقوه نیم دایره ها یا فرورفتگی های نیم دایره ای (SCD) در زمین که در نزدیکی مناطق مرتبط با ذخایر طبیعی یا “هیدروژن طلا” تشکیل می شوند، استفاده کردند. اگرچه این الگوهای دایره ای اغلب در مناطق کم ارتفاع ظاهر می شوند، اما می توانند توسط کشاورزی یا سایر پوشش های گیاهی پنهان شوند. اکتشافات اخیر این حلقه ها در ایالات متحده، مالی، نامیبیا، برزیل، فرانسه و روسیه نشان داده است که تعداد آنها بیش از آنچه قبلا تصور می شد وجود دارد.

برای کمک به کشف این فرورفتگی های نیم دایره ای تقریبا نامرئی، دو مقاله اخیر توضیح می دهند که چگونه نویسندگان اصلی سم هرید و ساوراب کاوشیک، هر دو محقق فوق دکتری در مرکز تحقیقات قطبی و آب و هوا در دانشگاه ایالتی اوهایو، مدل خود را با داده های تصاویر ماهواره ای جهانی ترکیب کردند تا SCD ها را شناسایی کنند .

تیم آنها لیستی از مکان های SCD شناخته شده را برای آموزش الگوریتم خود برای جستجوی کره زمین جمع آوری کردند. پس از استفاده از داده‌های سنجش از دور برای تجزیه و تحلیل این که این مکان‌ها از بالا چگونه به نظر می‌رسند، از الگوهای ژئومورفیک و طیفی استفاده کردند تا مشخص کنند چه مکان‌هایی در سراسر جهان احتمالاً با SCD‌های مرتبط با هیدروژن زمین‌شناسی مرتبط هستند.

از طریق مشاهدات آنها، این پروژه دریافت که هوش مصنوعی توانایی منحصر به فردی را برای ترسیم بیان سطحی مخازن هیدروژنی زیرسطحی بالقوه در سراسر جهان و همچنین ایجاد یک خط پایه برای بررسی بیشتر مکان‌های مرتبط با هیدروژن نشان می‌دهد. کار آنها این هفته در جلسات پوستر در نشست سالانه اتحادیه ژئوفیزیک آمریکا ارائه شد.

دانشمندان مدت‌هاست که از پتانسیل هیدروژن به عنوان یکی از پاک‌ترین و کارآمدترین منابع انرژی طبیعت آگاه بوده‌اند. یواخیم مورتگات، محقق اصلی این پروژه و دانشیار علوم زمین در ایالت اوهایو، گفت: اکنون، با سرمایه گذاری دولت ها در جایگزین های پاک تر، علاقه به هیدروژن طبیعی به سرعت در حال افزایش است.

مورتگات گفت: «هیدروژن به طور کلی یک منبع انرژی بسیار جذاب است. “اگر آن را بسوزانید، تنها محصول جانبی آن آب است و بر خلاف انرژی باد یا خورشید، هیدروژن را می توان ذخیره و حمل کرد، بنابراین انواع صنایع وجود دارند که سخت تلاش می کنند تا تغییر را انجام دهند.”

از آنجایی که هیدروژن طلا نیز به طور مداوم در پوسته زمین تولید می شود، برخی معتقدند که دسترسی به یک منبع انرژی کم کربن که تقریباً عاری از انتشار گازهای گلخانه ای است می تواند چشم انداز انرژی جهانی را تغییر دهد. مورتگات گفت، با این حال محققان دریافته‌اند که مکان‌یابی هیدروژن نیازمند توسعه ابزارهای اکتشافی جدید است.

او گفت: «یکی از دلایلی که یافتن آنها دشوار است این است که احتمالاً در انواع مختلف زمین‌شناسی و مکان‌ها نسبت به جایی که نفت یا گاز پیدا می‌کنید، رخ می‌دهند. اما با ابزارهای هوش مصنوعی که توسعه می‌دهیم، همه چیزهایی را که به طور بالقوه می‌توانند یک SCD باشند، نقشه‌برداری می‌کنیم.»

متأسفانه، در حالی که محققان می‌توانند از داده‌های ماهواره‌ای برای محدود کردن مناطق مورد علاقه استفاده کنند، ذخایر هیدروژن واقعی می‌توانند به راحتی با سایر ویژگی‌های خشکی دایره‌ای مانند دریاچه‌ها، زمین‌های گلف یا دایره‌های محصول اشتباه گرفته شوند.

هرید گفت، در حالی که کشورها برای تسریع در جستجوی منابع هیدروژن تلاش می کنند، بسیاری از آنها در حال توسعه راه های جدیدی برای دسترسی به این انرژی نویدبخش جدید هستند.

هرید، یخ‌شناس که قبلا از هوش مصنوعی برای کمک به مدل‌سازی تاثیر تغییرات آب و هوایی بر یخچال‌های طبیعی استفاده می‌کرد، گفت: «این کار به نظر می‌رسد که به‌عنوان پیشگیرانه به کاهش بحران آب و هوا کمک می‌کند.» شرکت در پروژه ای که واقعاً به سرعت در حال پیشرفت است بسیار هیجان انگیز است.

در خارج از کشور، اروپا در حال کار بر روی راه هایی برای استفاده از ذخایر هیدروژن طلای خود است، و در داخل ایالات متحده، قوانینی مانند قانون کاهش تورم شامل مقرراتی برای گسترش صنعت تولید انرژی پاک است.

علیرغم اینکه میدان چقدر سریع به نظر می رسد، حداقل چند سال دیگر طول می کشد تا مخازن هیدروژن طبیعی با موفقیت به عنوان منبع قابل اعتماد انرژی پاک یکپارچه شوند. مورتگات گفت: برای این منظور، آنچه اکنون محققان باید روی آن تمرکز کنند این است که چگونه باید درک ما از این سیستم های هیدروژنی را عمیق تر کنند.

او گفت: “بزرگترین چالش این است که ما باید SCD های بیشتری پیدا کنیم و سپس واقعاً بررسی کنیم که چگونه این چیزها شکل می گیرند.” هنگامی که چیزهای بیشتری کشف کنیم، در موقعیت بهتری خواهیم بود تا دوباره از ابزارهای هوش مصنوعی برای یافتن ابزارهای مشابه در سراسر جهان استفاده کنیم.

https://techxplore.com