Durante el último período glacial de la Tierra, las temperaturas en el planeta aumentaron dramáticamente y rápidamente. Los datos en capas de hielo de Groenlandia y la Antártida muestran que estos eventos de calentamiento, llamados Dansgaard-Oeschger e Antártico Isótopo Máximo, ocurrieron al menos 25 vecesCada vez, en cuestión de décadas, las temperaturas subieron de 5 a 10 grados centígrados, luego se enfriaron nuevamente, gradualmente. Si bien quedan varias teorías competitivas para los mecanismos aún inexplicables detrás de estos picos, un nuevo artículo en la revista Caos sugiere que las matemáticas de la teoría de la información podrían ofrecer una herramienta poderosa para analizarlas y comprenderlas.
"En muchos sistemas, antes de un evento extremo, la dinámica de la información se desordena", dice Joshua Garland, becario postdoctoral en el Instituto Santa Fe y autor principal del nuevo artículo. Por ejemplo, se han utilizado herramientas teóricas de información para anticipar la incautacióneventos de perturbaciones en las lecturas de EEG.
Inicialmente, los autores anticiparon que verían una señal, una desestabilización en el registro climático similar a la observada en los electroencefalogramas previos a las incautaciones, justo antes de los eventos de calentamiento. Pero esas señales nunca aparecieron ". Alrededor de estos eventos, usted tienela misma cantidad de producción de información ", dice Garland. Y esto, sugieren los autores, indica que los eventos máximos de Dansgaard-Oeschger y el isótopo antártico fueron probablemente patrones regulares y predecibles del clima del último período glacial en lugar de los resultados de eventos inesperados.
Además, la teoría de la información podría mejorar la forma en que los científicos calculan la acumulación, la cantidad de nieve que cayó en un año determinado ". Es muy difícil. Muchas personas están trabajando en esto, y están usando matemáticas sofisticadas, combinadas con conocimiento experto y características conocidas, para determinar la acumulación ", dice Garland. Actualmente, las firmas de polen fino son algunos de los mejores diferenciadores entre años en hielo que tiene decenas de miles de años, comprimidos bajo el peso de cada nevada posterior. Teoría de la información, y específicamente unEl enfoque estadístico llamado entropía de permutación ofrece un enfoque diferente: "Esta podría ser una herramienta rápida y eficiente para que los expertos corroboren su trabajo", dice Garland.
"Cuando se trata de una serie de tiempo, desea saber qué información significativa está presente. Desea extraerla y usarla, y no usar información que no sea útil", dice Garland. "Esperamos que estola herramienta puede ayudar a los científicos a hacer esto con registros climáticos antiguos ".
La teoría de la información ya se está utilizando para identificar anomalías en el registro climático, en particular, para detectar anomalías introducidas durante la recolección y observación de los núcleos de hielo.
Este artículo sigue los pasos de dos estudios relacionados publicados en Entropy and Advances in Intelligent Data Analysis XV.
"Estos cálculos teóricos de la información no solo son útiles para revelar problemas ocultos con los datos, sino que también son potencialmente poderosos para sugerir nuevas y a veces sorprendentes geociencias", escriben los autores en el nuevo artículo.
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Materiales proporcionado por Instituto Santa Fe . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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