美国宇航局公布了有史以来第一张地球表面矿物的全球地图-DG城市

美国宇航局的EMIT使用截至2023年11月的年度数据制作了第一张地球干旱地区赤铁矿、针铁矿和高岭石的全球地图。该任务收集了数十亿份测量值，包括三种矿物和其他七种矿物，这些矿物在像沙尘暴一样飞向空中时可能会影响气候。

EMIT提供了地球尘埃源地区矿物的首创地图，使科学家能够模拟细颗粒物在气候变化中的作用等。

美国宇航局的EMIT任务已经创建了世界上第一张矿物尘埃源区域的综合地图，根据它们如何反射和吸收光，提供了10种关键矿物的精确位置。当风将这些物质吹到空气中时，它们会冷却或加热大气和地球表面，具体取决于它们的成分。了解它们在全球范围内的丰度将有助于研究人员预测未来的气候影响。

EMIT（Earth Surface Mineral Dust Source Investigation 的缩写）于 2022 年发射到国际空间站（ISS），是由位于南加州的 NASA 喷气推进实验室（JPL）开发的成像光谱仪。这项任务满足了气候科学家对地表矿物成分更详细信息的关键需求。

EMIT从大约250英里（410公里）以上测量地球表面，扫描地面上的地质学家或飞机携带的仪器无法测量的广阔区域，但它在做到这一点的同时有效地实现了相同的细节水平。

EMIT 是 NASA 于 2022 年向国际空间站发射的一项任务，绘制了北非和阿拉伯半岛的赤铁矿、针铁矿和高岭石。这三种矿物质是该任务研究的10种关键物质之一，这些物质被认为会影响气候变化。图片来源：NASA/JPL-Caltech

迄今为止，该任务已经在其研究区域捕获了超过55,000个“场景” – 50×50英里（80×80公里）的地表图像，其中包括地球中部周围6,900英里宽（11,000公里宽）带内的干旱地区。总而言之，这些场景包含数十亿个测量值，足以创建详细的表面成分图。

在轨道飞行的17个月中，该任务还展示了一系列额外的能力，包括探测垃圾填埋场、石油设施和其他基础设施排放的甲烷和二氧化碳羽流。

“无论我们需要化学来理解表面上的东西，我们都可以通过成像光谱学来做到这一点，”亚利桑那州图森市行星科学研究所的EMIT科学团队成员兼高级科学家Roger Clark说。“现在，有了EMIT，我们将看到大局，这肯定会让一些人大开眼界。

灰尘与气候

科学家们早就知道空气中的矿物尘埃会影响气候。他们知道，较暗的、富含氧化铁的物质会吸收太阳的能量并加热周围的空气，而非铁基、较亮的物质会反射光和热，从而冷却空气。然而，这些影响是否会产生净变暖或降温影响仍不确定。

研究人员对尘埃如何在大气中传播有所了解，但缺失的部分是尘埃通常起源地表面的成分 – 基本上是颜色，到目前为止，这些成分来自全球不到5,000个样本点。基于数十亿个样本，EMIT的地图提供了更多的细节。

“我们将把新地图放入我们的气候模型中，”EMIT副首席研究员、纽约伊萨卡康奈尔大学地球系统科学家Natalie Mahowald说。“从这一点中，我们将知道有多少气溶胶吸收热量，而反射的程度比我们过去所知道的要大得多。

尘埃与生态系统

除了利用EMIT的矿物数据来改善地球气候建模外，科学家们还可以利用这些信息来研究尘埃对尘埃降落的生态系统的影响。有强有力的证据表明，沉淀在海洋中的颗粒会刺激浮游植物大量繁殖，这可能对水生生态系统和地球的碳循环产生影响。科学家还表明，起源于南美洲安第斯山脉以及非洲北部和撒哈拉以南部分地区的尘埃为亚马逊盆地的雨林生长提供了养分。

EMIT数据可以使研究人员查明矿物粉尘的来源，并更详细地了解其成分，帮助估计磷、钙和钾等关键元素的传播，这些元素被认为是这种长距离施肥的因素。

“EMIT可以帮助我们建立更复杂和精细的灰尘传输模型，以跟踪这些营养物质的长距离运动，”康涅狄格州纽黑文耶鲁大学的土壤研究员Eric Slessarev说。“这将有助于我们更好地了解远离尘埃产生地区的地方土壤的化学成分。