Vintagefilm erbjuder nya insikter om Antarktis

Disneyland | The Park 1957 | Vintage Film (Maj 2019).

Anonim

För femtio år sedan kryssade ett team vetenskapsmän Antarktis med flyg och samlade radarbilder av isen. Nu är en multi-kontinentinsats för att digitalisera och analysera den gamla data - med hjälp av Hollywood - ovärderlig inblick i form och flöde på den sydliga kontinentens islakan och deras bidrag till havsnivåhöjningen som världsuppvärmningen.

Projektet, ett samarbete mellan Stanford University och Scott Polar Research Institute (SPRI) vid Cambridge University i Storbritannien, var spearheaded av Stanford geophysicist Dustin "Dusty" Schroeder, som trodde så starkt på värdet av de data som lagrats på filmerna som han riskerade en hälsosam bit av sin forskningsbudget på en toppmodern digital filmskanner.

"Det var en seriös spelning men det är så sällsynt att du har möjlighet att återhämta information från tidiga observationer som bildade grunden för ditt fält och göra det tillgängligt för det moderna vetenskapliga samfundet som vi var tvungna att försöka", säger Schroeder, som är en biträdande professor i geofysik vid Stanfords Jordskola, Energi och Miljövetenskap.

De nästan 1 000 rullarna med 35 mm och 8 mm film hade samlats i slutet av 1960-talet och 1970-talet som en del av en antarktisk undersökning som genomfördes av ett internationellt konsortium av amerikanska, brittiska och danska geovetenskapare.

Flygningarna, som gjordes med hjälp av ett konverterat amerikanskt militärt C-130 långflygplan, var inriktade på att utforska Antarktis, som på många sätt var terra incognita vid den tiden. "Det var den sista oförutsedda kontinenten, och dessa forskare försökte svara på grundläggande frågor, som vad som var under all den isen, " säger Schroeder.

Dessa historiska radarmätningar är fortfarande relevanta idag, säger Schroeder och kan bidra till att förbättra vetenskapliga förutsägelser om hur klimatförändringen påverkar is på den frusna kontinenten - en av de största osäkerheterna i stigande förutsägelser på havet.

"IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) arbetar hårt för att göra förutsägelser för klimatförändringar som sträcker sig 20, 30, 50 år i framtiden", säger Schroeder. "Med dessa gamla register vet vi hur Antarktis såg ut för 40 år sedan, så vi kan se hur bra våra modeller kan exakt simulera de förflutna förändringarna som har uppstått. Om de gör det ger vi oss mer förtroende för sina framtidsutsikter. "

Andas nytt liv till gammal film

Under de senaste decennierna genomförde de luftburna undersökningarna en upprepning av korsningen av Antarktis och täckte totalt cirka en fjärdedel miljon linjemiljoner, och med hjälp av isträngande radar för att jämföras under ytan ner till ett djup av ca 3 mil.

Eftersom digitala hårddiskar inte existerade då registrerade forskare radardata på analog film, som sedan skulle utvecklas och noggrant analyseras för hand. "De skulle skina ett ljus genom filmen för att se squigglesna och bilderna som spelades in på den analoga skivan av själva filmen, eller de skulle behöva skriva ut filmen för att studera dem, säger Schroeder.

Under de närmaste åren har digitala filmskannrar utvecklats som kan plocka ut nya detaljer från gammal film. "Vi kan nu se de skannade bilderna mycket svagare egenskaper än vad som kan urskiljas för det mänskliga ögat, säger Schroeder.

Schroeder är inte den första som har tanken på att köra gammal vetenskaplig film genom moderna skannrar för att vrida ut varje sista bit av användbar data. Ett projekt vid Lawrence Livermore National Laboratory innebär att återställa och digitalisera gamla filmer av atombombstester för att förbättra moderna datormodeller för nukleär detonationer.

Lasergraphics, ett filmskannarföretag baserat i Irvine, Kalifornien, gav skannrarna som användes i både Livermore och Antarktis-projekten. Den speciella Schroeder-modellen kostar ungefär $ 100.000 och kan skanna film med upp till 30 bilder per sekund vid 5K-upplösning.

Innan vintagefilmerna kunde analyseras hade Stanford och SPRI-forskarna att katalogisera, bevara och förbereda dem i ett format som den digitala scannern kunde hantera.

De cirka 1 000 rullarna Antarktisfilm lagrades i ett museum i Storbritannien, och Schroeder hade tillstånd från SPRI-regissören Julian Dowdeswell att få tillgång till dem. "Jag kände Dusty från när vi var med i ett samarbetat luftburet radarprogram för några år sedan, så jag var glad att arbeta med honom, med tanke på hans detaljerade expertis inom analys och tolkning av radardata, säger Dowdeswell.

Filmens bräcklighet, och det faktum att de också var viktiga historiska artefakter av polarutforskning, menade att de inte kunde lämna museet. För att digitalisera filmen, Schroeder och hans skanner - som krävde att två personer skulle bära - var tvungna att resa till Cambridge.

Med hjälp av två konsthistoriker hyrde han för projektet, Schroeder tillbringade två veckor vid Cambridge University noggrant katalogisering och splittrade sedan hundratals filmrullar i cirka 75 rullar som den digitala scannern kunde läsa. "Vi var i museet i 14 till 16 timmar om dagen. Vi var värd vid Cambridge University och åt i fakultetens matsal, " säger Schroeder. "Det var en mycket Harry Potter-liknande upplevelse."

Allt som sagt berättade de antarktiska radarmätningarna som lagrades på filmen upp till 80 terabyte data, vilket Schroeder transporterade tillbaka till Stanford på 12 hårddiskar för analys.

Tack till akademin

Det var en sista hinder att övervinna innan Schroeder kände att skanningen var fullständig: Förutom hundratals rullar av utvecklad film var det cirka 70 patroner av outvecklad 8mm film.

"Den 8mm-film innehöll radiometrisk information som saknades från 35mm-filmen, säger Schroeder. "Att utnyttja den informationen var en av de saker jag var mest glada över i projektet."

Men trots alla sina ansträngningar kunde Schroeder inte hitta en plats i Storbritannien som fortfarande utvecklade det gamla filmformatet. Med sin tid vid Cambridge lindade, gav Schroeder nästan upp, men då hade han en idé.

"Jag gick till Oscars.com, för jag tänkte att de vet om film", säger han. "Det ledde mig till Academy of Motion Picture Arts and Sciences, och anmärkningsvärt kunde de få kontakt med några filmutvecklare i Kalifornien. Så jag vill tacka akademin för det."

Schroeder fick transportera den oexponerade 8mm-filmen till Kalifornien för att utveckla, men på ett villkor: Han var tvungen att bära den och aldrig släppa den ur hans syn. Den bestämmelsen ledde till en spänd utbyte på Heathrow Airport när Schroeder vägrade att låta säkerhet X-ray filmen. "Jag var där och fortsatte med filmen och berättade för dem" Det här är en ovärderlig klimatrekord! Ska du bekvämt förstöra det? "Säger Schroeder. "Så småningom kom vi till en förståelse och jag lyckades fånga planet."

Filmen sändes så småningom till Pro8mm, ett filmbehandlingsföretag som ligger bara två miles från Warner Bros. Studio i Burbank, Kalifornien. Trots att företaget varnade Schroeder för att inte få hoppas upp med en sådan gammal film kunde de digitalisera allt på en dag.

För att kunna förnuftiga de nya digitaliserade radardata samarbetade Schroeder med Stanford datavetenskapare som tillämpade datasyn och maskininlärningsteknik för att automatiskt läsa och spela in nyckeltal på de skannade filmbilderna.

Siffrorna representerade information om konfigurationen av radarantennerna och tidsstämplarna för flygningarna som, när de var kopplade till forskarnas handskrivna stockar, gav värdefull latitud och longitudinformation. "För att göra någonting användbart med uppgifterna, vi var tvungna att extrahera alla de tryckta siffrorna på filmen", säger John Emmons, en doktorand för datavetenskap vid Stanford som arbetade med projektet.

Emmons utvecklade ett program för att läsa eller gissa vilket nummer en siffra representerar, även om siffran var på film som hade blivit vänd upp och ner, eller omvänd eller delvis förmörkad av tejp.

Keith Winstein, assistent professor i datavetenskap vid Stanford och Emmons rådgivare, säger att han var exalterad att arbeta med ett så ovanligt projekt. "Möjligheten att använda stor data analys och datasynsteknik för att bidra till glaciologin - det är en sällsynt och spännande sak för oss, säger Winstein.

Schroeder säger att resultaten från hans lags preliminära analyser av de bearbetade data ser lovande ut. "Våra bilder visar islag som inte var synliga i de äldre publikationerna, eftersom upplösningen på den skannade filmen är så mycket högre, säger Schroeder.

Det är inte bara att forskare nu kan se mer i de gamla filmerna, de tittar också på dem med ett nytt perspektiv - en som drar nytta av ett halvt sekels värde av vetenskaplig eftersyn. "Dessa data samlades in under en tid då inte mycket var känt om det arktiska arket i Antarktis", säger Schroeder. "Sedan dess har forskare hittat kanaler under ishyllorna och vi vet mer om hur jordningslinjer fungerar. Vi förstår att Antarktis är en mycket mer dynamisk plats än vi trodde då. När vi tittar på den här filmen nu kan vi se bevis på många av dessa saker i de gamla dokumenten eftersom vi vet vad vi ska leta efter. "

Schroeders grupp förväntar sig att publicera resultat från sitt projekt nästa år och de arbetar med Stanford-bibliotek för att göra data offentligt tillgängliga via en virtuell virtuell utställning.

Schroeder säger allt mer att hans spel på high-end filmskannern ser ut som en smart satsning. "Vi har sedan lärt oss av andra liknande luftburna isträngande undersökningar av Antarktis och Grönland som också spelades in på film och vi arbetar också med att digitalisera dem också", säger han. "Skannern har varit en mycket mer intressant och långlivad investering än jag trodde att det skulle bli."

menu
menu