关于NASA的新矿物尘埃探测器,你需要知道的5件事

在这张由Suomi NPP卫星于2018年7月拍摄的图像中,阿拉伯半岛上空盘旋着尘埃。美NASA即将进行的地球表面矿物尘埃源调查(EMIT)将帮助科学家们更好地了解空气中的尘埃在加热和冷却大气中的作用。
影像来源:NASA Earth Observatory

名为EMIT的地球表面矿物尘埃源调查将分析从干燥地区穿过大气层的尘埃,以了解其对地球的影响。

每年,强风将来自地球沙漠和其他干旱地区的10亿吨(相当于10000艘航空母舰的重量)矿物尘埃带入大气层。虽然科学家知道尘埃会影响环境和气候,但他们没有足够的数据来详细确定这些影响是什么,或者将来可能是什么——至少现在还没有。

6月9日,NASA向国际空间站发射的地球表面矿物尘埃源调查(EMIT)仪器,将有助于填补这些知识空白。EMIT最先进的成像光谱仪由该机构位于南加州的喷气推进实验室开发,将在一年内收集全球超过10亿个尘埃源成分测量数据,从而将使科学家们对灰尘在整个地球系统中的影响的理解大大提高。

以下是关于EMIT需要了解的5件事:

1、它将识别来自地球干旱地区的矿物尘埃的组成。

沙漠地区产生了大部分进入大气的矿物尘埃。此外,这些地方非常偏远,科学家们很难在这些广阔的地区手工收集土壤和尘埃样本。

从其位于空间站的位置,EMIT将绘制出世界矿物尘埃源地区的地图。成像光谱仪还将首次提供全球尘埃源的颜色和组成信息。这些数据将有助于科学家了解每个地区的主要尘埃种类,并进一步了解尘埃对当今和未来气候和地球系统的影响。

利用JPL开发的图像光谱仪技术,EMIT将绘制出地球产尘区矿物的表面组成图,帮助气候科学家更好地了解空气中尘埃粒子在加热和冷却地球大气层中的影响。
影像来源:NASA/JPL-Caltech

2、它将阐明矿物尘埃是加热还是冷却地球。

目前,科学家们不知道矿物尘埃是否会对地球产生累积的加热或冷却效应。那是因为大气中的尘埃颗粒具有不同的特性。例如,一些颗粒可能是深红色的,而另一些可能是白色的。

尘埃颗粒的颜色非常重要,,因为它决定了尘埃是像深色矿物那样吸收太阳能量,还是像浅色矿物那样反射太阳能量。如果更多的尘埃吸收太阳的能量太阳的能量,那么尘埃将使地球变暖,反之亦然。

EMIT将提供一个详细的图片,说明有多少尘埃来自深色矿物和浅色矿物。这一信息将使科学家能够确定尘埃对地球的整体、区域和局部是升温还是降温。

3、它将帮助科学家了解尘埃如何影响不同的地球进程

NASA和JPL的官员监督EMIT科学仪器的振动测试,包括其望远镜和成像光谱仪。
影像来源:NASA/JPL-Caltech

矿物尘埃颗粒的颜色各不相同,因为它们由不同的物质组成。例如,深红色矿物尘埃的颜色来自铁。尘埃粒子的组成影响着它们与地球许多自然过程的相互作用。

例如,矿物尘埃在云的形成和大气化学中起着重要作用。当矿物尘埃沉积在海洋或森林中时,它可以为生长提供养分,就像肥料一样。当它落在雪或冰上时,尘埃加速融化,导致更多的水流失。对人类来说,矿物尘埃吸入后会对健康造成危害。

EMIT将收集10种重要尘埃的信息,包括含有氧化铁、粘土和碳酸盐的尘埃。有了这些数据,科学家将能够准确评估矿物尘埃对不同生态系统和过程的影响。

4、它的数据将提高气候模型的准确性。

由于缺乏更具体的数据,科学家们目前在气候模型中把矿物尘埃的特征描述为黄色——黑暗和光明的一般平均值。正因为如此,矿物尘埃可能对气候的影响——以及气候可能对矿物尘埃的影响——并没有在计算机模型中得到很好的体现。

EMIT收集的颜色和组成信息将改变这一点。当纳入仪器的数据后,气候模型的准确性有望提高。

5、它将帮助科学家预测未来的气候情景将如何影响我们大气中尘埃的类型和数量。

随着全球气温的上升,干旱地区可能会变得更加干旱,可能导致更大(和更多尘埃)的沙漠。这种情况会在多大程度上发生取决于几个因素,包括气温上升多少,土地利用如何变化,以及降雨趋势如何变化。

通过将EMIT的全球尘埃源组成数据纳入模型和预测,科学家将更好地了解干旱地区的尘埃数量和组成在不同气候和土地利用情景下可能发生的变化。他们还将更好地了解这些变化如何影响未来的气候。

关于任务的更多信息

NASA喷气推进实验室正在开发EMIT,该实验室由加利福尼亚州帕萨迪纳的加州理工学院为该机构管理。它将从佛罗里达州的肯尼迪航天中心发射到国际空间站,这是SpaceX公司为NASA执行的第25次商业补给服务任务。一旦EMIT开始运行,其数据将被交付给NASA陆地过程分布式活动存档中心(DAAC),供其他研究人员和公众使用。

如欲了解有关该任务的更多信息,请访问:

https://earth.jpl.nasa.gov/emit/

参考来源:

https://www.nasa.gov/feature/jpl/5-things-to-know-about-nasa-s-new-mineral-dust-detector

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