As medições do EMIT, o Earth Surface Mineral Dust Source Investigation, melhorarão as simulações de computador que os pesquisadores usam para entender as mudanças climáticas.
A missão Earth Surface Dust Source Investigation (EMIT) da NASA a bordo da Estação Espacial Internacional produziu seus primeiros mapas minerais, fornecendo imagens detalhadas que mostram a composição da superfície em regiões do noroeste de Nevada e Líbia no deserto do Saara.
Áreas desérticas ventosas como essas são as fontes de partículas de poeira fina que, quando levantadas pelo vento para a atmosfera, podem aquecer ou resfriar o ar ao redor. Mas os cientistas não conseguiram avaliar se a poeira mineral na atmosfera tem efeitos gerais de aquecimento ou resfriamento em escalas locais, regionais e globais. As medições do EMIT os ajudarão a avançar nos modelos de computador e melhorar nossa compreensão dos impactos da poeira no clima.
Cientistas do EMIT do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA no sul da Califórnia e do Serviço Geológico dos EUA criaram os mapas para testar a precisão das medições do instrumento, um primeiro passo crucial na preparação para operações científicas completas.
Instalado na estação espacial em julho, o EMIT é o primeiro de uma nova classe de espectrômetros de imagem de alta fidelidade que coletam dados do espaço e produzem dados de melhor qualidade em volumes maiores do que os instrumentos anteriores.
“Décadas atrás, quando eu estava na pós-graduação, levava 10 minutos para coletar um único espectro de uma amostra geológica no laboratório. O espectrômetro de imagem do EMIT mede 300.000 espectros por segundo, com qualidade superior”, disse Robert Green, pesquisador principal do EMIT e pesquisador sênior do JPL.
“Os dados que estamos recebendo do EMIT nos darão mais informações sobre o aquecimento e resfriamento da Terra e o papel que a poeira mineral desempenha nesse ciclo. É promissor ver a quantidade de dados que estamos recebendo da missão em tão pouco tempo”, disse Kate Calvin, cientista-chefe da NASA e consultora sênior de clima. “O EMIT é um dos sete instrumentos de ciências da Terra na Estação Espacial Internacional, dando-nos mais informações sobre como nosso planeta é afetado pelas mudanças climáticas.”
O EMIT analisa a luz refletida da Terra, medindo-a em centenas de comprimentos de onda, do visível ao infravermelho do espectro. Diferentes materiais refletem a luz em diferentes comprimentos de onda. Os cientistas usam esses padrões, chamados de impressões digitais espectrais, para identificar minerais de superfície e identificar suas localizações.
Mapeamento de minerais
O mapa de Nevada se concentra em uma área montanhosa a cerca de 209 quilômetros a nordeste do Lago Tahoe, revelando locais dominados pela caulinita, um mineral de cor clara cujas partículas espalham a luz para cima e resfriam o ar à medida que se movem pela atmosfera. O mapa e a impressão digital espectral coincidem com os coletados de aeronaves em 2018 pelo Airborne Visible/Infrared Imaging Spectrometer (AVIRIS), dados que foram verificados na época por geólogos. Os pesquisadores estão usando esta e outras comparações para confirmar a precisão das medições do EMIT.
O outro mapa mineral mostra quantidades substanciais de caulinita, bem como dois óxidos de ferro, hematita e goethita, em uma seção escassamente povoada do Saara, cerca de 800 quilômetros ao sul de Trípoli. Partículas de poeira de cores mais escuras de áreas ricas em óxido de ferro absorvem fortemente a energia do Sol e aquecem a atmosfera, afetando potencialmente o clima.
Atualmente há pouca ou nenhuma informação sobre a composição da poeira originária de partes do Saara. De fato, os pesquisadores têm informações minerais detalhadas de apenas cerca de 5.000 amostras de solo de todo o mundo, exigindo que eles façam inferências sobre a composição da poeira.
O EMIT reunirá bilhões de novas medições espectroscópicas em seis continentes, fechando essa lacuna no conhecimento e avançando na ciência do clima. “Com esse desempenho excepcional, estamos no caminho certo para mapear de forma abrangente os minerais das regiões áridas da Terra – cerca de 25% da superfície terrestre – em menos de um ano e alcançar nossos objetivos de ciência climática”, disse Green.
Os dados do EMIT também estarão disponíveis gratuitamente para uma ampla gama de investigações, incluindo, por exemplo, a busca de minerais estrategicamente importantes, como lítio e elementos de terras raras. Além disso, a tecnologia do instrumento está lançando as bases para a futura missão de satélite de Biologia e Geologia de Superfície (SBG), que faz parte do Observatório do Sistema Terrestre da NASA, um conjunto de missões destinadas a enfrentar as mudanças climáticas.
Tecnologia pioneira
O EMIT tem suas raízes na tecnologia de espectrômetro de imagem que o Airborne Imaging Spectrometer (AIS) da NASA demonstrou pela primeira vez em 1982. Projetado para identificar minerais na superfície da Terra a partir de uma aeronave de pesquisa de baixa altitude, o instrumento forneceu resultados surpreendentes quase imediatamente. Durante os primeiros voos de teste perto de Cuprite, Nevada, o AIS detectou a assinatura espectral única de buddingtonita, um mineral não visto em nenhum mapa geológico anterior da área.
Abrindo o caminho para futuros espectrômetros quando foi introduzido em 1986, o AVIRIS – o instrumento aéreo que sucedeu o AIS – estudou geologia, função de plantas e derretimento de neve alpino, entre outros fenômenos naturais. Também mapeou a poluição química em locais do Superfund e estudou derramamentos de óleo, incluindo o enorme vazamento Deepwater Horizon em 2010. E sobrevoou o local do World Trade Center em Manhattan após os ataques de 11 de setembro, localizando incêndios descontrolados e mapeando a composição de detritos no destroços.
Ao longo dos anos, à medida que a óptica, as matrizes de detectores e os recursos de computação progrediram, espectrômetros de imagem capazes de resolver alvos menores e diferenças mais sutis voaram com missões em todo o sistema solar.
Um espectrômetro de imagem construído pelo JPL na sonda Chandrayaan-1 da Organização de Pesquisa Espacial Indiana mediu sinais de água na Lua em 2009. O Europa Clipper da NASA, que será lançado em 2024, contará com um espectrômetro de imagem para ajudar os cientistas a avaliar tem condições que poderiam sustentar a vida.
Espectrômetros altamente avançados desenvolvidos pelo JPL farão parte do próximo Lunar Trailblazer da NASA – que determinará a forma, abundância e distribuição da água na Lua e a natureza do ciclo lunar da água – e em satélites a serem lançados pela organização sem fins lucrativos Carbon Mapper , destinado a detectar fontes pontuais de gases de efeito estufa do espaço.
“A tecnologia tomou direções que eu nunca teria imaginado”, disse Gregg Vane, pesquisador do JPL cujos estudos de pós-graduação em geologia ajudaram a inspirar a ideia do espectrômetro de imagem original. “Agora, com o EMIT, estamos usando-o para olhar para o nosso próprio planeta do espaço para importantes pesquisas climáticas.”
Mais sobre a missão
O EMIT foi selecionado a partir da solicitação Earth Venture Instrument-4 sob a Divisão de Ciências da Terra da Diretoria de Missões Científicas da NASA e foi desenvolvido no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, que é gerenciado pela agência pela Caltech em Pasadena, Califórnia. Ele foi lançado a bordo de uma espaçonave de reabastecimento SpaceX Dragon do Kennedy Space Center da NASA na Flórida em 14 de julho de 2022. Os dados do instrumento serão entregues ao NASA Land Processes Distributed Active Archive Center (DAAC) para uso de outros pesquisadores e do público.
Publicado em 13/10/2022 12h45
Artigo original:
- https://www.jpl.nasa.gov/news/nasa-dust-detective-delivers-first-maps-from-space-for-climate-science
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