Cinquenta anos atrás, uma equipe de cientistas cruzou a Antártica de avião, coleta de imagens de radar das camadas de gelo. Agora, um esforço multi-continente para digitalizar e analisar esses dados antigos - com a ajuda de Hollywood - está fornecendo informações valiosas sobre a forma e o fluxo das camadas de gelo do continente sul e suas contribuições para o aumento do nível do mar à medida que o mundo aquece.

O projeto, uma colaboração entre a Stanford University e o Scott Polar Research Institute (SPRI) da Cambridge University, no Reino Unido, foi liderado pelo geofísico de Stanford Dustin "Dusty" Schroeder, que acreditava tão fortemente no valor dos dados armazenados nos filmes que arriscou uma boa parte de seu orçamento de pesquisa em um scanner de filme digital de última geração.

"Foi uma aposta séria, mas é tão raro ter a oportunidade de recuperar informações das primeiras observações que formaram as bases de seu campo e torná-las acessíveis à comunidade científica moderna que tivemos que tentar, "diz Schroeder, que é professor assistente de geofísica na Escola da Terra de Stanford, Energia e Ciências Ambientais.

O quase 1, 000 rolos de filme de 35 mm e 8 mm foram reunidos no final dos anos 1960 e 1970 como parte de uma pesquisa na Antártica conduzida por um consórcio internacional de empresas americanas, Geocientistas britânicos e dinamarqueses.

Os voos, feito usando uma aeronave militar americana C-130 de longo alcance convertida, foram voltados para explorar a Antártica, que era em muitos aspectos uma terra incógnita na época. "Foi o continente inexplorado final, e esses cientistas estavam tentando responder a questões fundamentais, como o que estava debaixo de todo aquele gelo, "Schroeder diz.

Essas medições históricas de radar ainda são relevantes hoje, Schroeder diz, e poderia ajudar a melhorar as previsões científicas sobre como a mudança climática está afetando o gelo no continente congelado - uma das maiores incertezas nas previsões de aumento do nível do mar.

"O IPCC [Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas] está trabalhando duro para fazer previsões de mudanças climáticas estendendo-se até 20, 30, 50 anos no futuro, "Schroeder diz." Com esses discos antigos, sabemos como era a Antártica há 40 anos, para que possamos ver o quão bem nossos modelos podem simular com precisão as mudanças anteriores que ocorreram. Se eles fizerem, isso nos dá mais confiança em suas projeções para o futuro. "

Respirando vida nova em filme antigo

Conduzido ao longo de cerca de uma década, as pesquisas aerotransportadas envolveram cruzar a Antártica repetidamente, cobrindo um total de cerca de um quarto de milhão de milhas de linha, e usando radar de penetração de gelo para perscrutar abaixo da superfície até uma profundidade de cerca de 3 milhas.

Como discos rígidos digitais não existiam naquela época, os cientistas registraram os dados do radar em filme analógico, que teve então de ser desenvolvido e cuidadosamente analisado à mão. "Eles iluminariam o filme para ver os rabiscos e as imagens gravadas no registro analógico do próprio filme, ou teriam que fazer cópias do filme para estudá-los, "Schroeder diz.

Nos anos seguintes, Scanners de filmes digitais foram desenvolvidos para extrair novos detalhes de filmes antigos. "Agora podemos ver nas imagens digitalizadas características muito mais fracas do que as discerníveis ao olho humano, "Schroeder diz.

Schroeder não é o primeiro a ter a ideia de passar filmes científicos antigos em scanners modernos para extrair até o último bocado de dados úteis. Um projeto do Laboratório Nacional Lawrence Livermore envolve a restauração e digitalização de filmes antigos de testes de bombas atômicas para melhorar os modelos de computador modernos de detonações nucleares.

Lasergraphics, uma empresa de digitalização de filmes com sede em Irvine, Califórnia, forneceu os scanners usados ​​nos projetos Livermore e Antártico. O modelo específico usado por Schroeder custava cerca de US $ 100, 000 e pode digitalizar filmes em até 30 quadros por segundo com resolução de 5K.

Antes que os filmes antigos pudessem ser analisados, Os pesquisadores de Stanford e SPRI tiveram que catalogar, preservar e prepará-los em um formato que o scanner digital possa manipular.

O aproximadamente 1, 000 rolos de filme antártico foram armazenados em um museu no Reino Unido, e Schroeder teve permissão do diretor do SPRI Julian Dowdeswell para acessá-los. "Eu conhecia Dusty quando fazíamos parte de um programa colaborativo de radar aerotransportado alguns anos atrás, então fiquei feliz em trabalhar com ele, dada sua experiência detalhada na análise e interpretação de dados de radar, "Dowdeswell diz.

A fragilidade dos filmes, Contudo, e o fato de que eles também eram artefatos históricos importantes da exploração polar, significava que eles não podiam deixar o museu. Para digitalizar o filme, Schroeder e seu scanner - que exigia duas pessoas para carregá-lo - tiveram que viajar para Cambridge.

Com a ajuda de dois historiadores da arte que ele contratou para o projeto, Schroeder passou duas semanas na Universidade de Cambridge catalogando meticulosamente e depois juntando centenas de rolos de filme em aproximadamente 75 rolos para que o scanner digital pudesse ler. "Estávamos no museu de 14 a 16 horas por dia. Estávamos hospedados na Universidade de Cambridge e comíamos no refeitório da faculdade, "Schroeder diz." Foi uma experiência muito parecida com a de Harry Potter. "

Tudo dito, as medições do radar da Antártica armazenadas no filme ocuparam 80 terabytes de dados, que Schroeder transportou de volta para Stanford em 12 discos rígidos para análise.

Obrigado a academia

Havia um obstáculo final a superar antes que Schroeder sentisse que a digitalização estava completa:além das centenas de rolos de filme revelado, havia cerca de 70 cartuchos de filme de 8 mm não revelado.

"O filme de 8 mm continha informações radiométricas que estavam ausentes no filme de 35 mm, "Schroeder diz." Usar essas informações foi uma das coisas que mais me entusiasmaram no projeto. "

Mas apesar de todos os seus esforços, Schroeder não conseguiu encontrar um lugar no Reino Unido que ainda desenvolvesse o formato de filme antigo. Com o seu tempo em Cambridge diminuindo, Schroeder quase desistiu, mas então ele teve uma ideia.

"Eu fui ao Oscars.com, porque percebi que eles sabem sobre filmes, "ele diz." Isso me levou à Academia de Artes e Ciências Cinematográficas, e, surpreendentemente, eles conseguiram me colocar em contato com alguns desenvolvedores de filmes na Califórnia. Então, Gostaria de agradecer à Academia por isso. "

Schroeder foi autorizado a transportar o filme de 8 mm não exposto para a Califórnia para revelação, mas com uma condição:ele tinha que carregá-lo com as mãos e nunca perdê-lo de vista. Essa estipulação levou a uma discussão tensa no aeroporto de Heathrow, quando Schroeder se recusou a permitir que o segurança radiografasse o filme. "Eu estava lá segurando o filme, e dizendo a eles 'Este é um registro climático inestimável! Você se sente confortável em destruí-lo? '", Diz Schroeder." Eventualmente, chegamos a um acordo e consegui pegar o avião. "

O filme acabou sendo enviado para Pro8mm, uma empresa de processamento de filmes localizada a apenas 3 km do Warner Bros. Studio em Burbank, Califórnia. Embora a empresa tenha alertado Schroeder para não ter esperanças com um filme tão antigo, eles conseguiram digitalizar tudo em um dia.

Para entender os dados de radar digitalizados recentemente, Schroeder colaborou com os cientistas da computação de Stanford que aplicaram técnicas de visão computacional e aprendizado de máquina para ler e registrar automaticamente os números-chave nas imagens do filme digitalizado.

Os números representavam informações sobre a configuração das antenas de radar e carimbos de hora dos voos que, quando emparelhado com os registros escritos à mão dos cientistas, produziu informações valiosas sobre latitude e longitude. "Para fazer qualquer coisa útil com os dados, tivemos que extrair todos os dígitos impressos do filme, "diz John Emmons, um estudante de doutorado em ciência da computação em Stanford que trabalhou no projeto.

Emmons desenvolveu um programa para ler ou adivinhar o número que um dígito representa, mesmo quando o dígito estava no filme que foi virado de cabeça para baixo, ou invertido, ou parcialmente obscurecido por fita adesiva.

Keith Winstein, professor assistente de ciência da computação em Stanford e conselheiro de Emmons, diz que estava animado para trabalhar em um projeto tão incomum. "A oportunidade de usar técnicas de análise de big data e visão computacional para contribuir com a glaciologia - isso é algo raro e emocionante para nós, "Winstein diz.

Schroeder diz que os resultados das análises preliminares de sua equipe dos dados processados ​​parecem promissores. "Nossas imagens mostram camadas de gelo que não eram visíveis nas publicações mais antigas porque a resolução do filme digitalizado é muito maior, "Schroeder diz.

Não é só que os cientistas agora podem ver mais nos filmes antigos, eles também estão olhando para eles com uma nova perspectiva - uma que se beneficia de meio século de retrospectiva científica. "Esses dados foram coletados em uma época em que não se sabia muito sobre a camada de gelo da Antártica, "Schroeder diz." Desde então, os cientistas encontraram canais sob as plataformas de gelo e sabemos mais sobre como funcionam as linhas de aterramento. Entendemos que a Antártica é um lugar muito mais dinâmico do que pensávamos na época. Quando olhamos para este filme agora, podemos ver evidências de muitas dessas coisas nos registros antigos porque sabemos o que procurar. "

O grupo de Schroeder espera publicar os resultados de seu projeto no próximo ano e está trabalhando com as Bibliotecas de Stanford para disponibilizar os dados publicamente por meio de uma exposição virtual online.

Cada vez mais, Schroeder diz que sua aposta no scanner de filme de última geração parece uma aposta inteligente. "Desde então, ficamos sabendo de outras pesquisas semelhantes sobre a penetração do gelo no ar da Antártida e da Groenlândia que também foram registradas em filme e estamos trabalhando para digitalizá-las também, "ele diz." O scanner tem sido um investimento muito mais interessante e duradouro do que eu pensava que seria. "