NASA toz dedektifi, iklim bilimi için uzaydan ilk haritaları sunuyor

NASA’nın Uluslararası Uzay İstasyonu’ndaki Dünya Yüzeyi Mineral Toz Kaynağı Araştırması (EMIT) misyonu, Sahra Çölü’ndeki kuzeybatı Nevada ve Libya bölgelerinde yüzeyin bileşimini gösteren ayrıntılı görüntüler sağlayan ilk mineral haritalarını üretti.

Bunlar gibi rüzgarlı çöl alanları, rüzgar tarafından atmosfere kaldırıldığında çevredeki havayı ısıtabilen veya soğutabilen ince toz parçacıklarının kaynaklarıdır. Ancak bilim adamları, atmosferdeki mineral tozun yerel, bölgesel ve küresel ölçeklerde genel ısıtma veya soğutma etkileri olup olmadığını değerlendiremediler. EMIT’in ölçümleri, bilgisayar modellerini geliştirmelerine ve tozun iklim üzerindeki etkilerine ilişkin anlayışımızı geliştirmelerine yardımcı olacaktır.

NASA’nın Güney Kaliforniya’daki Jet Propulsion Laboratuvarı’ndaki EMIT bilim adamları ve ABD Jeolojik Araştırması, cihazın ölçümlerinin doğruluğunu test etmek için haritaları oluşturdu; bu, tam bilim operasyonlarına hazırlanmanın çok önemli bir ilk adımı.

Temmuz ayında uzay istasyonuna kurulan EMIT, uzaydan veri toplayan ve önceki cihazlardan daha büyük hacimlerde daha kaliteli veriler üreten yeni bir yüksek kaliteli görüntüleme spektrometresi sınıfının ilkidir.

EMIT’in baş araştırmacısı Robert Green, “Onlarca yıl önce, yüksek lisanstayken, laboratuvarda jeolojik bir örnekten tek bir spektrum toplamak 10 dakika sürdü. EMIT’in görüntüleme spektrometresi saniyede 300.000 spektrumu üstün kalitede ölçer” dedi. JPL’de kıdemli araştırma bilimcisi.

“EMIT’den aldığımız veriler, Dünya’nın ısınması ve soğuması ve mineral tozunun bu döngüde oynadığı rol hakkında bize daha fazla fikir verecek. NASA’nın baş bilim adamı ve kıdemli iklim danışmanı Kate Calvin, “kısa bir süre” dedi. “EMIT, bize gezegenimizin iklim değişikliğinden nasıl etkilendiği hakkında daha fazla bilgi veren Uluslararası Uzay İstasyonundaki yedi Dünya bilimi aracından biridir.”

EMIT, Dünya’dan yansıyan ışığı analiz eder ve bunu spektrumun görünür alanından kızılötesi aralığına kadar yüzlerce dalga boyunda ölçer. Farklı malzemeler ışığı farklı dalga boylarında yansıtır. Bilim adamları, yüzey minerallerini tanımlamak ve konumlarını tam olarak belirlemek için spektral parmak izleri adı verilen bu kalıpları kullanır.

Minerallerin haritalanması

Nevada haritası, Tahoe Gölü’nün yaklaşık 130 mil (209 kilometre) kuzeydoğusundaki dağlık bir alana odaklanıyor ve parçacıkları atmosferde hareket ederken ışığı yukarı doğru saçan ve havayı soğutan açık renkli bir mineral olan kaolinitin hakim olduğu yerleri ortaya koyuyor. Harita ve spektral parmak izi, o sırada jeologlar tarafından doğrulanan veriler olan Havadan Görünür/Kızılötesi Görüntüleme Spektrometresi (AVIRIS) tarafından 2018’de uçaklardan toplananlarla yakından eşleşiyor. Araştırmacılar, EMIT ölçümlerinin doğruluğunu doğrulamak için bunu ve diğer karşılaştırmaları kullanıyor.

Diğer mineral haritası, Sahra’nın Trablus’un yaklaşık 500 mil (800 kilometre) güneyindeki seyrek nüfuslu bir bölümünde önemli miktarda kaolinitin yanı sıra iki demir oksit, hematit ve götit gösteriyor. Demir oksit açısından zengin bölgelerden gelen daha koyu renkli toz parçacıkları, güneşten gelen enerjiyi güçlü bir şekilde emer ve atmosferi ısıtarak iklimi potansiyel olarak etkiler.

Şu anda Sahra’nın bazı bölümlerinden kaynaklanan tozun bileşimi hakkında çok az bilgi var veya hiç bilgi yok. Aslında araştırmacılar, dünyanın dört bir yanından sadece yaklaşık 5.000 toprak örneğinin ayrıntılı mineral bilgisine sahipler ve bu da tozun bileşimi hakkında çıkarımlarda bulunmalarını gerektiriyor.

EMIT, altı kıtada milyarlarca yeni spektroskopik ölçüm toplayarak bu bilgi açığını kapatacak ve iklim bilimini ilerletecek. Green, “Bu olağanüstü performansla, Dünya’nın kurak bölgelerinin minerallerini – Dünya’nın kara yüzeyinin yaklaşık %25’ini – bir yıldan kısa bir sürede kapsamlı bir şekilde haritalama ve iklim bilimi hedeflerimize ulaşma yolundayız.” Dedi.

EMIT’in verileri ayrıca, örneğin lityum ve nadir toprak elementleri gibi stratejik olarak önemli minerallerin araştırılması da dahil olmak üzere çok çeşitli araştırmalar için ücretsiz olarak sunulacak. Dahası, cihazın teknolojisi, iklim değişikliğini ele almayı amaçlayan bir dizi görev olan NASA’nın Dünya Sistemi Gözlemevi’nin bir parçası olan gelecekteki Yüzey Biyolojisi ve Jeolojisi (SBG) uydu görevi için zemin hazırlıyor.

öncü teknoloji

EMIT, köklerini NASA’nın Havadan Görüntüleme Spektrometresi’nin (AIS) 1982’de ilk kez gösterdiği görüntüleme spektrometresi teknolojisine kadar uzanıyor. Alçak irtifa araştırma uçağından Dünya yüzeyindeki mineralleri belirlemek için tasarlanan cihaz, neredeyse anında şaşırtıcı sonuçlar verdi. Nevada, Cuprite yakınlarındaki erken test uçuşları sırasında AIS, bölgenin daha önceki jeolojik haritalarında görülmeyen bir mineral olan buddingtonitin benzersiz spektral imzasını tespit etti.

1986’da piyasaya sürüldüğünde geleceğin spektrometrelerinin yolunu açan AVIRIS – AIS’in yerini alan hava aracı – diğer doğal fenomenlerin yanı sıra jeoloji, bitki işlevi ve alp kar erimesi üzerinde çalıştı. Ayrıca, Superfund sahalarındaki kimyasal kirliliğin haritasını çıkardı ve 2010’daki devasa Deepwater Horizon sızıntısı da dahil olmak üzere petrol sızıntılarını inceledi. 11 Eylül saldırılarının ardından Manhattan’daki Dünya Ticaret Merkezi sahasının üzerinden uçarak kontrolsüz yangınları tespit etti ve bölgedeki enkaz bileşimini haritaladı. enkaz.

Yıllar geçtikçe, optikler, dedektör dizileri ve bilgi işlem yetenekleri geliştikçe, daha küçük hedefleri ve daha ince farkları çözebilen görüntüleme spektrometreleri, güneş sistemi boyunca görevlerle uçtu.

Hindistan Uzay Araştırmaları Örgütü’nün Chandrayaan-1 sondası üzerindeki JPL yapımı bir görüntüleme spektrometresi, 2009’da Ay’daki su işaretlerini ölçtü. NASA’nın 2024’te fırlatılacak olan Europa Clipper’ı, bilim adamlarının buzlu Jovian ayının olup olmadığını değerlendirmelerine yardımcı olmak için bir görüntüleme spektrometresine güvenecek. yaşamı destekleyebilecek koşullara sahiptir.

Son derece gelişmiş JPL tarafından geliştirilen spektrometreler, NASA’nın Ay’daki suyun biçimini, bolluğunu ve dağılımını ve aydaki su döngüsünün doğasını belirleyecek olan ve kar amacı gütmeyen Carbon Mapper tarafından fırlatılacak uydularda yakında çıkacak olan Lunar Trailblazer’ın bir parçası olacak. , uzaydan gelen sera gazı nokta kaynaklarını tespit etmeyi amaçlıyor.

Jeoloji alanındaki lisansüstü çalışmaları orijinal görüntüleme spektrometresi fikrine ilham vermeye yardımcı olan JPL araştırmacısı Gregg Vane, “Teknoloji asla hayal edemeyeceğim yönler aldı” dedi. “Şimdi EMIT ile, önemli iklim araştırmaları için uzaydan kendi gezegenimize bakmak için kullanıyoruz.”