Student potrafi!

Jak wiemy, kreatywność młodych ludzi nie zna granic i niekiedy przybiera osobliwe formy: pamiętacie człowieka, który w pokoju w akademiku zorganizował sobie jacuzzi? Na szczęście zdarza się też, że młodzieńcza energia twórcza w połączeniu z wyobraźnią i wiedzą pozwolą dokonać jakiegoś pożytecznego odkrycia – na przykład takiego, które pomoże Wam uratować plany wakacyjne, jeśli przypadkiem wybierzecie się nad Bałtyk.

Amerykańscy naukowcy...

… przeszli już do legendy. Podobnie, jak Chuck Norris i Elvis, który ponoć żyje i ma się dobrze. Żarty żartami, ale faktem jest, że Amerykanie jak nikt inny zdają się mieć świadomość faktu, że genialne pomysły rodzą się nie tylko w wypasionych laboratoriach, a dopuszczenie do głosu tak zwanej świeżej krwi może doprowadzić do bardzo ciekawych odkryć. Służą temu rozmaite konkursy, w których młodzi ludzie z całego świata mogą spróbować swoich sił.

Jednym z takich projektów był, zakończony niedawno, NASA Space Apps Challenge. Nie do końca był to konkurs, a raczej maraton pomysłów (tak zwany hackaton), łączący w sobie wiedzę z wielu różnych dziedzin nauki. Założenia całego projektu były następujące: NASA wyznaczyła kilkanaście różnych zadań i udostępniła uczestnikom zebrane przez siebie dane, a oni mieli 48 godzin, by na ich podstawie stworzyć gotowy projekt, odpowiadający któremuś z tematów. Wszystkie one miały jakiś związek z ochroną środowiska – przy czym niekoniecznie chodziło o środowisko Ziemi. Pod uwagę brano również Księżyc, a nawet przestrzeń kosmiczną.

Nasi górą!

Zwycięzcami zostali studenci z Politechniki Poznańskiej: Maciej Czyżewski, Kamil Piechowiak oraz Daniel Nowak. Napisali oni program, potrafiący z miesięcznym wyprzedzeniem określić, w którym miejscu Ziemi pojawi się wykwit sinic. Taka wiedza pozwoli na stworzenie symulacji wpływu zmian środowiskowych na zakwit tych organizmów, a zarazem... sprawi, że teraz już będziemy wiedzieć zawczasu, czy warto udać się nad Bałtyk, czy może lepiej wybrać jakiś inny akwen – taki, do którego można wejść bez narażania się na kontakt z sinicami.

Program polskich studentów wykorzystuje tzw. uczenie maszynowe, a jego skuteczność jest rekordowo wysoka - wynosi bowiem aż 92 procent. Jak ci młodzi ludzie tego dokonali? Przekładając z „programistycznego” na język polski: napisali algorytm w oparciu o dane dostarczane przez satelity NASA. W ramach programu MODIS-Aqua, okrążają one naszą planetę 2 razy na dobę i mierzą widmo światła. Dzięki temu można między innymi określić stężenie chlorofilu (zielonego barwnika, zawartego w roślinach, ale również w sinicach) w różnych częściach oceanów. Na tej podstawie da się przewidzieć, gdzie należy spodziewać się zakwitu sinic.

O co chodzi z sinicami?

Cóż, przede wszystkim - sinice lubią wodę. To tak jak my. Mieszkają we wszelkich możliwych akwenach, od oceanu poprzez morza, jeziora, a nawet baseny. Nie gardzą też lodowcami. Są to organizmy zaliczane do królestwa bakterii, ale ponieważ - jak już wiemy - zawierają one chlorofil, są samożywne. Czyli nikogo nie zjadają. Dlaczego zatem są groźne i czemu kiedy kwitną obowiązuje zakaz kąpieli?

Zacznijmy od tego, że pojęcie „kwitną” jest nie do końca adekwatne: po prostu mnożą się na potęgę. Problemem jest więc nie tyle „kwitnienie” ile gwałtowny rozwój tych organizmów, których w krótkim czasie robi się bardzo, ale to bardzo dużo. Niektóre gatunki sinic mogą produkować toksyny, które są niezwykle szkodliwe dla naszego zdrowia. Objawami zatrucia mogą być nie tylko wysypka czy świąd, ale też zapalenie spojówek, nudności, wymioty, gorączka, zawroty głowy i inne atrakcje. W skrajnych przypadkach może nawet dojść do uszkodzenia wątroby czy nerek.

Poza tym, kiedy sinice kwitną, na wodzie tworzy się z nich specyficzny kożuch bądź piana. Wygląda to trochę tak, jak gdyby ktoś rozlał w wodzie farbę i powoduje znaczne zmniejszenie przejrzystości wody, a poza tym blokuje rozwój innych organizmów, zarówno roślinnych jak i zwierzęcych. Co więcej nawet gdy sinice „przekwitną”, wcale nie jest lepiej: opadają bowiem na dno, gdzie są rozkładane przez bakterie tlenowe. Te z kolei mnożą się na potęgę (jest jedzenie – jest impreza!), przez co zużywają cały dostępny w wodzie tlen. Prowadzi to do powstawania pod wodą tzw. pustyni tlenowych, czyli niemal całkowicie martwych stref.

Teraz, dzięki algorytmowi Polaków, będzie można z miesięcznym wyprzedzeniem prognozować wystąpienie takiego zjawiska. Nie do końca możemy mu zapobiec, bo składa się nań szereg czynników, na które raczej nie mamy wpływu, ale przynajmniej będziemy przygotowani.