Calcular la posició d’un fòssil al llarg de la història geològica és un procés força complex. En paleontologia i altres disciplines, determinar una ubicació en el passat és tot un repte que exigeix eines computacionals refinades per processar grans volums de dades. Ara, el Grup de Recerca BIOST3 de la Universitat de Barcelona ha dissenyat una interfície web d’accés obert a tot el públic que simplifica aquest procés i facilita l’accés a reconstruccions paleogeogràfiques d’alta qualitat. Aquest eina innovadora, el Paleocoordinates Calculator (PACA), ajudarà a superar la barrera tecnològica per facilitar l’accés a reconstruccions paleogeogràfiques d’alta qualitat.

Aquesta potent i accessible eina per a la recerca i l’educació paleogeogràfica es presenta ara en un article a la revista Scientific Reports. Els autors són els experts Noa Scholz-Murcia, Alejandro Rodríguez-Mena, Víctor Madarnás-Gómez i Antonio Monleón-Getino, del Departament de Genètica, Microbiologia i Estadística de la Facultat de Biologia de la UB.

Ciència oberta i reproduïble

L’ambició de cartografiar i comprendre la geografia de la Terra ha impulsat grans revolucions tecnològiques que han permès la precisió actual de la cartografia. El programari tradicional de reconstrucció tectònica sol requerir habilitats de programació o el maneig de programes complexos.

PACA ajuda a descobrir la geografia antiga de la Terra i transforma les posicions actuals en paleocoordenades, mitjançant l’ús de models d’avantguarda de tectònica de plaques.

«Aquesta interfície innovadora elimina les barreres metodològiques: només cal pujar un arxiu CSV amb les coordenades actuals i l’edat geològica de la troballa per obtenir les paleocoordenades exactes en segons», detalla el professor Antonio Monleón-Getino, cap del Grup de Recerca BIOST3 i membre de la plataforma Bioinformatics Barcelona (BIB).

En línia amb els principis de la ciència oberta, tant el codi font de PACA com els scripts de conversió 3D estan disponibles de forma pública al repositori Zenodo. La nova proposta de BIOST3 ofereix una eina eficient per processar grans volums de dades i, a més, promou activament la transparència i la reproductibilitat en ciències de la terra. Mitjançant PACA, qualsevol investigador o usuari, sense importar la seva formació en computació, podrà viatjar amb precisió en el temps geològic.

Un pont entre codi i visualització 3D

El cor matemàtic de PACA es basa en el paquet d’R palaeoverse, que es connecta directament amb el servei web de GPlates. «L’eina permet als usuaris creuar les seves dades simultàniament amb fins a cinc models globals de plaques (GPM) de referència per a la comunitat científica: PALEOMAP, GOLONKA, MERDITH2021, TorsvikCocks2017 i MATTHEWS2016_pmag_ref», explica Noa Scholz-Murcia, primera autora de l’article i membre de l’Institut de Recerca de la Biodiversitat (IRBio) de la UB.

De les paleocoordenades al visor interactiu

A més d’oferir les paleocoordenades reconstruïdes, PACA calcula automàticament la variabilitat entre models. Ofereix mètriques com el rang paleolatitudinal i la distància geogràfica màxima en quilòmetres entre les prediccions dels diferents models. Això permet als investigadors avaluar immediatament el grau d’incertesa tectònica de la zona d’estudi.

La interfície és capaç d’exportar les taules optimitzades per a anàlisis estadístiques, i disposa d’un visor interactiu en 3D desenvolupat amb React i Blender. Aquest mòdul projecta els punts calculats directament sobre els mapes paleogeogràfics del prestigiós Projecte PALEOMAP, del geògraf Christopher Scotese, adaptats segons la Taula Cronoestratigràfica Internacional.

Màxima precisió sense exigències d’instal·lació

Ara bé, substituir el programari d’escriptori afecta la precisió? «Rotundament no», puntualitza l’equip de BIOST3, que va fer una validació creuada amb 142 reconstruccions distribuïdes globalment.

Els resultats van demostrar una equivalència matemàtica gairebé perfecta amb el flux de treball tradicional de GPlates: un error espacial mitjà inferior a disset metres, una distància insignificant a escala planetària, un coeficient de correlació de concordança (CCC) d'1,000 a tots els models i una absència total de biaixos sistemàtics en el processament automatitzat.

El disseny i la posada en marxa de la interfície PACA s’ha fet en el marc del projecte de recerca «Interval Cretaci de Resina. Causes abiòtiques i biòtiques i les seves implicacions paleoecològiques (CREI)», finançat pel Ministeri de Ciència, Innovació i Universitats, i coordinat pels experts Antonio Monleón-Getino i Xavier Delclòs, de la Facultat de Ciències de la Terra i l’IRBio. El CREI estudia la producció massiva de resina durant un període del Cretaci que va permetre la formació de molts dipòsits de resina fòssil coneguts avui com a ambre.