De stora museerna i världen hyser en hemlighet:De är hem för miljontals och åter miljoner naturhistoriska exemplar som nästan aldrig ser dagens ljus. De ligger dolda för allmänheten, vanligtvis inrymt bakom eller ovanför de offentliga utställningshallarna, eller i byggnader utanför området.

Det som visas för allmänheten representerar bara den minsta bråkdelen av kunskapsrikedomen under varje museums ledning. Bortom fossiler, museer är arkiven för vad vi vet om världens levande arter, samt mycket av vår egen kulturhistoria.

För paleontologer, biologer och antropologer, museer är som historikernas arkiv. Och som de flesta arkiv – tänk på de som finns i Vatikanen eller i Library of Congress – har varje museum vanligtvis många unika exemplar, de enda uppgifter vi har om arterna de representerar.

Det unika med varje museisamling gör att forskare rutinmässigt vallfärdar över hela världen för att besöka dem. Det betyder också att förlusten av en samling, som i den senaste hjärtskärande branden i Rio de Janeiro, representerar en oersättlig förlust av kunskap. Det liknar förlusten av familjehistoria när en äldre i familjen går bort. I Rio, dessa förluster inkluderade unika dinosaurier, kanske de äldsta mänskliga kvarlevorna som någonsin hittats i Sydamerika, och de enda ljudinspelningarna och dokumenten från inhemska språk, inklusive många som inte längre har som modersmål. Saker vi en gång visste, vi vet inte längre; saker vi kanske visste kan inte längre vara kända.

Men nu digital teknik – inklusive internet, interoperabla databaser och snabba avbildningstekniker – gör det möjligt att elektroniskt aggregera museidata. Forskare, inklusive ett multiinstitutionellt team som jag leder, lägger grunden för den sammanhängande användningen av dessa miljontals exemplar. Över hela jorden, team arbetar för att föra ut dessa "mörka data" – för närvarande otillgängliga via webben – i det digitala ljuset.

Det som är gömt i lådor och lådor

Paleontologer beskriver ofta fossilregistret som ofullständigt. Men för vissa grupper kan fossilregistret vara anmärkningsvärt bra. I många fall, det finns gott om tidigare insamlade exemplar på museer för att hjälpa forskare att svara på deras forskningsfrågor. Frågan är hur tillgängliga – eller inte – de är.

Bara storleken på fossilsamlingar, och det faktum att det mesta av deras innehåll samlades in innan datorer och internet uppfanns, gör det mycket svårt att aggregera data som är kopplade till museiexemplar. Ur en digital synvinkel, de flesta av världens fossilsamlingar representerar "mörka data". Att stora delar av befintliga museisamlingar inte är datoriserade gör också att förlorade skatter väntar på att återupptäckas inom museerna själva.

Med visionen och investeringarna från finansieringsorgan som National Science Foundation (NSF) i USA, många museer samarbetar för att digitalt sammanföra sina data från viktiga delar av fossilarkivet. University of California Museum of Paleontology i Berkeley, där jag jobbar, är ett av 10 museer som nu samlar en del av sina fossildata. Tillsammans genom våra digitaliserade samlingar, vi arbetar för att förstå hur stora miljöförändringar har påverkat marina ekosystem på Stilla havets östra kust, från Chile till Alaska, under de senaste 66 miljoner åren.

Digitaliseringsprocessen i sig inkluderar att lägga till provets samlingsdata i museets datorsystem om det inte redan har skrivits in:dess artidentifiering, var den hittades, och åldern på stenarna den hittades i. Sedan, vi digitaliserar den geografiska platsen där provet samlades in, och ta digitala bilder som kan nås via webben.

Webbplatsen Integrated Digitized Biocollections (iDigBio) är värd för alla stora museidigitaliseringsinsatser i USA finansierade av det nuvarande NSF-initiativet som startade 2011.

Betydligt nog, kostnaden för att digitalt aggregera fossildata online, inklusive tiotusentals bilder, är anmärkningsvärt liten jämfört med kostnaden det tog att samla in fossilerna i första hand. Det är också mindre än kostnaden för att upprätthålla den fysiska säkerheten och tillgängligheten för dessa ovärderliga resurser – en kostnad som de som skulle ansvara för museet i Rio uppenbarligen inte var villiga att täcka, med katastrofala konsekvenser.

Digitaliserad data kan hjälpa till att svara på forskningsfrågor

Vår grupp, kallad EPICC för östra Stillahavsryggradslösa samhällen i Cenozoic, kvantifierat hur mycket "mörk data" som finns i våra gemensamma samlingar. Vi fann att våra 10 museer innehåller fossiler från 23 gånger antalet insamlingsplatser i Kalifornien, Oregon och Washington än vad som för närvarande är dokumenterat i en ledande elektronisk databas över paleontologisk vetenskaplig litteratur, paleobiologidatabasen.

EPICC använder vår nyligen digitaliserade data för att få ihop en rikare förståelse av tidigare ekologiska reaktioner på miljöförändringar. Vi vill testa idéer som är relevanta för långsiktiga och kortsiktiga klimatförändringar. Hur återhämtade sig livet från massutrotningen som utplånade dinosaurierna? Hur ledde förändringar i havstemperaturen till att marina ekosystem förändrades, inklusive de som är förknippade med isoleringen av det kallare Stilla havet från det varmare Karibiska havet när landbron vid Panama först bildades?

För att svara på dessa frågor, alla relevanta fossila data, hämtade från många museer, måste vara lättillgänglig online för att möjliggöra storskalig syntes av dessa data. Digitaliseringen gör det möjligt för paleontologer att se skogen som en helhet, snarare än bara som ett otaligt antal enskilda träd.

I vissa fall – såsom register över tidigare språk eller insamlingsdata förknippade med enskilda exemplar – hjälper digitala register till att skydda dessa ovärderliga resurser. Men, vanligtvis, de faktiska exemplaren är fortfarande avgörande för att förstå tidigare förändringar. Forskare behöver ofta fortfarande göra nyckelmätningar direkt på proverna själva.

Till exempel, Berkeley Ph.D. Student Emily Orzechowski använder exemplar som samlas in av EPICC-projektet för att testa idén att havet utanför den kaliforniska kusten kommer att bli svalare med globala klimatförändringar. Klimatmodeller förutspår en ökad global uppvärmning kommer att leda till starkare vindar längs kusten, vilket kommer att öka kustuppströmningen som för kallt vatten från djuphavet till ytan – orsaken till San Franciscos berömda sommardimma.

Testet hon använder bygger på att kartlägga fördelningen av ett enormt antal fossiler. Hon mäter subtila skillnader i syre- och kolisotoper som finns i fossila musslor och snäckskal som dateras till den sista interglaciala perioden av jordens historia omkring 120, 000 år sedan, när västkusten var varmare än den är idag. Tillgång till de verkliga fossilerna är avgörande i denna typ av forskning.

Att förstå svar på tidigare förändringar är inte bara begränsat till fossiler. Till exempel, För nästan ett sekel sedan chefen för Museum of Vertebrate Zoology, Joseph Grinnell vid University of California, Berkeley, genomförde systematiska insamlingar av däggdjur och fåglar över hela Kalifornien. Senare, museet undersökte om de exakta platserna, upptäcker stora förändringar i utbredningen av många arter, inklusive förlust av många fågelarter i Mojaveöknen.

En nyckelaspekt av detta arbete har varit jämförelse av DNA från de nästan hundra år gamla museiexemplaren med DNA från djur som lever idag. Jämförelsen avslöjade allvarlig fragmentering av populationer, och ledde till identifieringen av genetiska förändringar som svar på miljöförändringar. Att ha exemplaren är avgörande för den här typen av projekt.

Denna digitala revolution är inte bara begränsad till fossiler och paleontologi. Det gäller alla museets samlingar. Kuratorer och forskare är oerhört glada över kraften som kan vinnas när världens museisamlingar – från fossiler till exemplar från levande fångade organismer – blir tillgängliga genom den begynnande digitaliseringen av våra ovärderliga samlingar.

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.