Die EMIT-Mission der NASA, die auf der Internationalen Raumstation stationiert ist, um herauszufinden, wie Staubstürme auf der Erde den Planeten erwärmen oder abkühlen, hat die ersten vollständigen Karten der Staubquellenregionen der Welt erstellt und präzise Standorte von 10 Schlüsselmineralien basierend auf ihrer Reflexion und Absorption bereitgestellt Licht.
EMIT – kurz für Earth Surface Mineral Dust Source Investigation – ist ein leistungsstarkes bildgebendes Spektrometer, das vom Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien als Reaktion auf den Bedarf an detaillierteren Informationen über die Mineralzusammensetzung der Oberfläche entwickelt wurde. Der leitende Wissenschaftler des Planetary Science Institute, Roger Clark, ein Co-Ermittler der Mission, leitete die Entwicklung der Software namens Tetracorder, die die wichtigsten Mineralien identifiziert und kartiert.
„Abgesehen von den 10 Schlüsselmineralien, die Teil seiner Hauptmission sind, werden EMIT-Daten verwendet, um eine enzyklopädische Reihe von Substanzen auf oder in der Nähe der Erdoberfläche zu identifizieren“, sagte Clark. „Statt ‚Mineralogie‘ nennen wir es einfach Chemie – überall dort, wo wir Chemie brauchen, um etwas an der Oberfläche zu verstehen, können wir das mit bildgebender Spektroskopie erreichen. Jetzt werden wir mit EMIT das große Ganze sehen, und das ist gewiss.“ Ich werde einige Augen öffnen.
Tetracorder identifiziert und kartiert Hunderte von Mineralien, Vegetationsarten, Schnee und Eis sowie andere Chemikalien, einschließlich von Menschen hergestellter Materialien. Die identifizierten Komponenten in jeder EMIT-Szene werden der Öffentlichkeit zugänglich gemacht.
Während ihrer 17 Monate im Orbit hat die Mission auch eine Reihe anderer Fähigkeiten unter Beweis gestellt, darunter die Erkennung von Methan- und Kohlendioxidfahnen, die von Mülldeponien, Ölanlagen und anderer Infrastruktur ausgestoßen werden.
Bis heute hat EMIT mehr als 50.000 „Szenen“ – 50 x 50 Meilen (80 x 80 Kilometer) große Bilder der Erdoberfläche – in seinem Untersuchungsgebiet aufgenommen, das trockene Regionen im Umkreis von 6.900 Meilen umfasst. breiter (11.000 Kilometer breiter) Gürtel um den Mittelteil der Erde. Zusammengenommen umfassen die Szenen Millionen von Messungen, um detaillierte Karten der Oberflächenzusammensetzung zu erstellen.
Wissenschaftler vermuten seit langem, dass in der Luft befindlicher Mineralstaub das Klima beeinflusst. Sie wissen, dass dunklere, eisenoxidreiche Substanzen die Sonnenwärme absorbieren und die Umgebungsluft erwärmen, während weißere Substanzen, die nicht auf Eisen basieren, Licht und Wärme reflektieren und so die Luft kühlen. Ob diese Effekte insgesamt eine Erwärmung oder eine Abkühlung zur Folge haben, ist jedoch weiterhin ungewiss.
Forscher haben eine Vorstellung davon, wie sich Staub durch die Atmosphäre bewegt, aber das fehlende Teil ist die Zusammensetzung – im Wesentlichen die Farbe – der Oberfläche an den Orten, an denen Staub typischerweise entsteht, die bisher von weniger als 5.000 Probenahmestellen auf der ganzen Welt ermittelt wurde .
Die Karten der Staubquellenregionen von EMIT bieten viel mehr Details. Beispielsweise gibt es in Somalia und Äthiopien am Horn von Afrika ein starkes Vorkommen des rotbraunen Eisenoxid-Hämatits, und auf der Arabischen Halbinsel gibt es eine Reihe von Goethit, einem gelblich-braunen Eisenoxyhydroxid. Die Karten registrieren auch einen bedeutenden Streifen Kaolinit, einen weißen Silikatton, in Zentralalgerien in der Sahara.
Über die Nutzung von EMIT-Daten zur Verbesserung der Modellierung des Erdklimas hinaus können Wissenschaftler die Informationen nutzen, um die Auswirkungen von Staub auf die Ökosysteme zu untersuchen, in denen er landet. Es gibt starke Hinweise darauf, dass sich im Ozean absetzende Partikel zu Phytoplanktonblüten führen können, was Auswirkungen auf aquatische Ökosysteme und den Kohlenstoffkreislauf des Planeten haben kann, und dass Staub, der aus den Anden Südamerikas sowie Teilen Nord- und Subsahara-Afrikas stammt, liefert Nährstoffe für das Regenwaldwachstum im Amazonasbecken.
Abgesehen von den 10 Schlüsselmineralien, die Teil seiner Hauptaufgabe sind, werden EMIT-Daten verwendet, um eine enzyklopädische Reihe von Substanzen auf oder in der Nähe der Erdoberfläche zu identifizieren, darunter Vegetationsarten, Schnee und Eis und sogar von Menschenhand geschaffene Oberflächen größeren geografischen Maßstab als bisher möglich.
„Wir haben bildgebende Spektrometer um den Mond und andere Planeten fliegen lassen und die Mineralogie auf diesen Körpern mit großen Entdeckungen kartiert. Aber EMIT ist das erste bildgebende Spektrometer, das große Teile der Erde abbildet – und die Abdeckung wächst immer noch – vergleichbar mit dem, was.“ „Das haben wir in anderen Teilen des Sonnensystems gemacht. Obwohl wir von den vielen Mineralien auf der Erdoberfläche wussten, können wir sie jetzt mit anderen Planeten ins Verhältnis setzen“, sagte Clark. „EMIT zeigt uns die unglaubliche Vielfalt und Komplexität der Mineralien auf der Erde, die kein anderer Planet auch nur annähernd erreichen kann. EMIT zeigt uns auch die unglaubliche Vielfalt des Lebens.“