Starke Winde tragen jedes Jahr mehr als eine Milliarde Tonnen – oder das Gewicht von 10.000 Flugzeugträgern – Mineralstaub aus den Wüsten der Erde und anderen Trockengebieten durch die Atmosphäre. Während Wissenschaftler wissen, dass der Staub die Umwelt und das Klima beeinflusst, haben sie nicht genügend Daten, um im Detail zu bestimmen, welche Auswirkungen diese Auswirkungen haben oder in Zukunft haben könnten – zumindest noch nicht.
Das Earth Surface Mineral Dust Source Investigation (EMIT)-Instrument der NASA, das am Donnerstag, den 14. Juli, um 20:44 Uhr EDT (17:44 Uhr PDT) zur Internationalen Raumstation an Bord eines SpaceX Dragon-Raumfahrzeugs starten soll, wird dazu beitragen, dieses Wissen zu ergänzen Lücken. Das hochmoderne bildgebende Spektrometer von EMIT, das vom Jet Propulsion Laboratory der Agentur in Südkalifornien entwickelt wurde, wird im Laufe eines Jahres mehr als eine Milliarde Messungen der Zusammensetzung von Staubquellen auf der ganzen Welt sammeln – und dabei erheblich das Verständnis der Wissenschaftler über den Einfluss von Staub auf das Erdsystem voranbringen.
Live-Berichterstattung vom Kennedy Space Center der NASA in Florida wird auf NASA Television, der NASA-App und der Website der Agentur ausgestrahlt. Zu den Prelaunch-Veranstaltungen am Mittwoch, dem 13. Juli, gehört ein Klimagespräch um 14.00 Uhr EDT (11.00 Uhr PDT) im NASA-Fernsehen mit Kate Calvin, der leitenden Wissenschaftlerin und Klimaberaterin der NASA, und Robert Green, dem Hauptforscher von EMIT am JPL.
Unter Verwendung der am JPL entwickelten Bildspektrometertechnologie wird die EMIT-Mission der NASA die Oberflächenzusammensetzung von Mineralien in den staubproduzierenden Regionen der Erde kartieren und Klimawissenschaftlern dabei helfen, die Auswirkungen von Staubpartikeln in der Luft bei der Erwärmung und Abkühlung der Atmosphäre des Planeten besser zu verstehen. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech
Hier sind fünf Dinge, die Sie über EMIT wissen sollten:
1. Es wird die Zusammensetzung von Mineralstaub aus den Trockengebieten der Erde bestimmen.
Wüstenregionen produzieren den größten Teil des Mineralstaubs, der in die Atmosphäre gelangt. Sie sind auch weitgehend abgelegen, was es Wissenschaftlern erschwert, Boden- und Staubproben über diesen riesigen Gebieten von Hand zu sammeln.
Von seinem Platz auf der Raumstation aus wird EMIT die Mineralstaub-Quellenregionen der Welt kartieren. Das bildgebende Spektrometer wird zudem erstmals weltweit Informationen über die Farbe und Zusammensetzung von Staubquellen liefern. Diese Daten werden Wissenschaftlern helfen zu verstehen, welche Staubarten in jeder Region vorherrschen, und ihr Verständnis der Auswirkungen von Staub auf das Klima und das Erdsystem heute und in Zukunft erweitern.
2. Es wird geklärt, ob Mineralstaub den Planeten heizt oder kühlt.
Derzeit wissen Wissenschaftler nicht, ob Mineralstaub eine kumulative Erwärmungs- oder Abkühlungswirkung auf den Planeten hat. Denn Staubpartikel in der Atmosphäre haben unterschiedliche Eigenschaften. Beispielsweise können einige Partikel dunkelrot sein, während andere weiß sein können.
Die Farbe ist wichtig, weil sie bestimmt, ob der Staub die Energie der Sonne absorbiert, wie es dunkle Mineralien tun, oder sie reflektiert, wie es helle Mineralien tun. Wenn mehr Staub die Energie der Sonne absorbiert als sie reflektiert, erwärmt er den Planeten und umgekehrt.
EMIT wird ein detailliertes Bild davon liefern, wie viel Staub von dunklen im Vergleich zu hellen Mineralien stammt. Anhand dieser Informationen können Wissenschaftler bestimmen, ob Staub den Planeten insgesamt sowie regional und lokal erwärmt oder kühlt.
3. Es wird Wissenschaftlern helfen zu verstehen, wie Staub verschiedene Prozesse auf der Erde beeinflusst.
Mineralstaubpartikel haben unterschiedliche Farben, da sie aus unterschiedlichen Stoffen bestehen. Dunkelroter Mineralstaub erhält seine Farbe zum Beispiel durch Eisen. Die Zusammensetzung von Staubpartikeln beeinflusst, wie sie mit vielen natürlichen Prozessen der Erde interagieren.
Beispielsweise spielt Mineralstaub eine Rolle bei der Wolkenbildung und der Atmosphärenchemie. Wenn Mineralstaub im Meer oder in Wäldern abgelagert wird, kann er Nährstoffe für das Wachstum liefern und wie Dünger wirken. Wenn es auf Schnee oder Eis fällt, schmilzt der Staub schneller, was zu mehr Wasserabfluss führt. Und für den Menschen kann mineralischer Staub beim Einatmen gesundheitsgefährdend sein.
EMIT wird Informationen über 10 wichtige Staubarten sammeln, darunter solche, die Eisenoxide, Tone und Karbonate enthalten. Mit diesen Daten können Wissenschaftler genau abschätzen, welche Auswirkungen mineralischer Staub auf verschiedene Ökosysteme und Prozesse hat.
4. Seine Daten werden die Genauigkeit von Klimamodellen verbessern.
In Ermangelung spezifischerer Daten charakterisieren Wissenschaftler Mineralstaub in Klimamodellen derzeit als gelb – ein allgemeiner Durchschnitt aus dunkel und hell. Aus diesem Grund werden die Auswirkungen, die Mineralstaub auf das Klima haben kann – und das Klima auf Mineralstaub haben kann – in Computermodellen nicht gut dargestellt.
Die von EMIT gesammelten Farb- und Zusammensetzungsinformationen werden dies ändern. Wenn die Daten des Instruments integriert werden, wird erwartet, dass sich die Genauigkeit der Klimamodelle verbessert.
5. Es wird Wissenschaftlern helfen, vorherzusagen, wie sich zukünftige Klimaszenarien auf die Art und Menge von Staub in unserer Atmosphäre auswirken werden.
Wenn die globalen Temperaturen steigen, können trockene Regionen noch trockener werden, was möglicherweise zu größeren (und staubigeren) Wüsten führt. Inwieweit dies passieren könnte, hängt von mehreren Faktoren ab, darunter wie stark die Temperaturen steigen, wie sich die Landnutzung ändert und wie sich die Niederschlagstrends ändern.
Durch die Einbeziehung der globalen Daten zur Staubquellenzusammensetzung von EMIT in Modelle und Vorhersagen werden Wissenschaftler ein besseres Verständnis dafür gewinnen, wie sich die Menge und Zusammensetzung von Staub in ariden Regionen unter verschiedenen Klima- und Landnutzungsszenarien ändern können. Sie werden auch ein besseres Verständnis dafür gewinnen, wie sich diese Veränderungen in Zukunft auf das Klima auswirken können.
Um mehr über die Mission zu erfahren, besuchen Sie: earth.jpl.nasa.gov/emit/