Mensen hebben lang drie grote wetenschappelijke vragen onderzocht:de evolutie van het universum, de evolutie van de aarde, en de evolutie van het leven. Geowetenschappers hebben de missie omarmd om de evolutie van de aarde en het leven op te helderen, die zijn bewaard in het informatierijke maar onvolledige geologische archief dat meer dan 4,5 miljard jaar aardse geschiedenis beslaat. Door in de diepe geschiedenis van de aarde te duiken, kunnen geowetenschappers de mechanismen en snelheden van de evolutie van de aarde ontcijferen, de snelheden en mechanismen van klimaatverandering te ontrafelen, natuurlijke hulpbronnen lokaliseren, en stel je de toekomst van de aarde voor.

Deductief redeneren en inductief redeneren zijn op grote schaal gebruikt voor het bestuderen van de geschiedenis van de aarde. In tegenstelling tot deductie en inductie, ontvoering is afgeleid van accumulatie en analyse van grote hoeveelheden betrouwbare gegevens, onafhankelijk van een premisse of generalisatie. Ontvoering heeft dus het potentieel om transformatieve ontdekkingen in de wetenschap te genereren. Met de opeenstapeling van enorme hoeveelheden diepe aardse gegevens, geowetenschappers staan ​​klaar om onderzoek in diepe aardwetenschappen te transformeren door middel van gegevensgestuurde ontvoeringen.

Echter, drie problemen moeten worden opgelost om ontvoeringen te vergemakkelijken met behulp van deep-time databases. Eerst, veel relevante geodatabronnen zijn niet in overeenstemming met FAIR (vindbaar, toegankelijk, interoperabele en herbruikbare) principes voor wetenschappelijke gegevensbeheer en rentmeesterschap. Tweede, concepten en terminologieën die in databases worden gebruikt, zijn niet goed gedefinieerd; dus, dezelfde termen kunnen verschillende betekenissen hebben in verschillende databases. Zonder gestandaardiseerde terminologie en definities van concepten, het is moeilijk om gegevensinteroperabiliteit en herbruikbaarheid te bereiken. Derde, databases zijn zeer heterogeen in termen van geografische regio's, ruimtelijke en temporele resolutie, dekkingen van geologische thema's, beperkingen van de beschikbaarheid van gegevens, formaten, talen en metagegevens. Vanwege de complexe evolutie van de aarde en interacties tussen meerdere sferen (bijv. lithosfeer, hydrosfeer, biosfeer en atmosfeer) in aardsystemen, het is moeilijk om het hele plaatje van de evolutie van de aarde te zien vanuit verschillende thematische gezichtspunten, elk met een beperkte reikwijdte.

Big data en kunstmatige intelligentie creëren kansen om deze vraagstukken op te lossen. Om de evolutie van de aarde efficiënt en effectief te verkennen door middel van diepgaande big data, we hebben EERLIJKE nodig, synthetische en uitgebreide databases op alle gebieden van diepgaande aardwetenschappen, koppelen met op maat gemaakte berekeningsmethoden. Dit doel motiveert het Deep-time Digital Earth-programma (DDE), wat het eerste "grote wetenschappelijke programma" is, geïnitieerd door de International Union of Geological Sciences (IUGS) en ontwikkeld in samenwerking met nationale geologische onderzoeken, beroepsverenigingen, academische instituties, en wetenschappers over de hele wereld. Het hoofddoel van DDE is het faciliteren van deep-time, datagedreven ontdekkingen door internationale en interdisciplinaire samenwerkingen. DDE wil een open platform bieden voor het koppelen van bestaande deep-time aardgegevens en het integreren van geologische gegevens die gebruikers kunnen ondervragen door tijd, ruimte, en onderwerp (d.w.z. een "Geologische Google") en voor het verwerken van gegevens voor kennisontdekking met behulp van een kennisengine (Deep-time Earth Engine) die rekenkracht levert, modellen, methoden, en algoritmen (Figuur 1).

Om haar missie en visie te realiseren, het DDE-programma bestaat uit drie hoofdcomponenten:programmamanagementcommissies, expertisecentra, en werkend, platform en taakgroepen. En DDE zal voortbouwen op bestaande deep-time kennissystemen van de aarde en een open platform ontwikkelen (Figuur 2). Een deep-time Earth-kennissysteem bestaat uit de basisdefinities en relaties tussen concepten in deep-time Earth, die nodig zijn voor het harmoniseren van diepgaande aardse gegevens en het ontwikkelen van een kennismotor voor het ondersteunen van ontvoeringsonderzoek van de evolutie van de aarde. De eerste stap in het onderzoeksplan van DDE is om voort te bouwen op bestaande deep-time kennissystemen over de aarde. De tweede stap in het onderzoeksplan van DDE is het bouwen van een interoperabele deep-time Earth-data-infrastructuur. En de derde stap in het onderzoeksplan van DDE is het ontwikkelen van een deep-time Earth open platform.

De uitvoering van het DDE-programma bestaat uit vier fasen. In fase 1, DDE stelt een organisatiestructuur op met internationale normen van beleid en beheer. In fase 2, DDE vormt de eerste teams en bouwt voort op bestaande deep-time Earth-kennissystemen en datastandaarden door samen te werken met bestaande ontologieonderzoekers in de geowetenschappen, terwijl we werken aan het koppelen en harmoniseren van deep-time Earth-databases. In fase 3, DDE ontwikkelt op maat gemaakte algoritmen en technieken voor omgevingen van cloud computing en supercomputing. In fase 4, Aardwetenschappers en datawetenschappers werken naadloos samen aan boeiende en integratieve wetenschappelijke problemen.

Als integratieve en internationale ambities van het DDE-programma, verschillende uitdagingen werden verwacht. Echter, door een open-access databron te creëren die voor het eerst alle aspecten van het overgeleverde verleden van de aarde integreert, DDE belooft het verleden van onze planeet te begrijpen, Cadeau, en toekomst in nieuw en levendig detail.