NASA-stofdetective levert eerste kaarten vanuit de ruimte voor klimaatwetenschap

Vragen, theorieën, ontdekkingen e,d, op het gebied van wiskunde, natuurkunde en chemie horen hier thuis.
Plaats reactie
Gebruikersavatar
univers
Observer
Berichten: 33354
Lid geworden op: 27 jan 2013, 11:10

NASA-stofdetective levert eerste kaarten vanuit de ruimte voor klimaatwetenschap

Bericht door univers » 13 okt 2022, 09:36

Afbeelding
EMIT, geïnstalleerd op het ruimtestation in juli 2022, draait ongeveer eens per 90 minuten om de aarde om 's werelds bronnen van mineraalstof in kaart te brengen. Dit omvat de Sahara, waar het onlangs gegevens heeft verzameld over drie mineralen - goethiet, hematiet en kaoliniet - in een gebied in het zuidwesten van Libië dat wordt gemarkeerd door de rode doos.
Credits: NASA/JPL-Caltech

Metingen van EMIT, het Earth Surface Mineral Dust Source Investigation, zullen computersimulaties verbeteren die onderzoekers gebruiken om klimaatverandering te begrijpen.

NASA's Earth Surface Mineral Dust Source Investigation ( EMIT ) missie aan boord van het International Space Station heeft zijn eerste mineralenkaarten geproduceerd, met gedetailleerde afbeeldingen die de samenstelling van het oppervlak in regio's van het noordwesten van Nevada en Libië in de Sahara-woestijn laten zien.

Winderige woestijngebieden zoals deze zijn de bronnen van fijne stofdeeltjes die, wanneer ze door de wind in de atmosfeer worden getild, de omringende lucht kunnen verwarmen of koelen. Maar wetenschappers hebben niet kunnen beoordelen of mineraalstof in de atmosfeer algemene verwarmings- of afkoelingseffecten heeft op lokale, regionale en mondiale schaal. De metingen van EMIT zullen hen helpen om computermodellen vooruit te helpen en ons begrip van de effecten van stof op het klimaat te verbeteren.

EMIT-wetenschappers van het Jet Propulsion Laboratory van NASA in Zuid-Californië en de US Geological Survey hebben de kaarten gemaakt om de nauwkeurigheid van de metingen van het instrument te testen, een cruciale eerste stap in de voorbereiding op volledige wetenschappelijke operaties.

EMIT is in juli op het ruimtestation geïnstalleerd en is de eerste van een nieuwe klasse van high-fidelity imaging spectrometers die gegevens uit de ruimte verzamelen en gegevens van betere kwaliteit produceren met grotere volumes dan eerdere instrumenten.

“Tientallen jaren geleden, toen ik op de graduate school zat, duurde het 10 minuten om een ​​enkel spectrum van een geologisch monster in het laboratorium te verzamelen. De beeldvormende spectrometer van EMIT meet 300.000 spectra per seconde, met een superieure kwaliteit”, zegt Robert Green, hoofdonderzoeker en senior onderzoeker van EMIT bij JPL.

“De gegevens die we van EMIT krijgen, zullen ons meer inzicht geven in de opwarming en afkoeling van de aarde, en de rol die mineraalstof daarin speelt. Het is veelbelovend om te zien hoeveel gegevens we in zo'n korte tijd van de missie krijgen', zegt Kate Calvin, hoofdwetenschapper en senior klimaatadviseur van NASA. "EMIT is een van de zeven aardwetenschappelijke instrumenten op het internationale ruimtestation die ons meer informatie geven over hoe onze planeet wordt beïnvloed door klimaatverandering."

EMIT analyseert licht dat door de aarde wordt gereflecteerd en meet het op honderden golflengten, van het zichtbare tot het infrarode bereik van het spectrum. Verschillende materialen reflecteren licht in verschillende golflengten. Wetenschappers gebruiken deze patronen, spectrale vingerafdrukken genaamd, om oppervlaktemineralen te identificeren en hun locaties te bepalen.

Afbeelding
Deze afbeeldingskubus toont de weergave in ware kleuren van een gebied in het noordwesten van Nevada, waargenomen door NASA's EMIT-beeldvormingsspectrometer. De zijpanelen tonen de spectrale vingerafdruk voor elk punt in de afbeelding. De kubus toont de aanwezigheid van kaoliniet, een lichtgekleurd kleimineraal dat zonlicht weerkaatst.
Credits: NASA/JPL-Caltech/USGS

Afbeelding
NASA's EMIT-missie verzamelde onlangs minerale spectra in het noordwesten van Nevada die overeenkomen met wat het AVIRIS-instrument van het bureau in 2018 vond, wat de nauwkeurigheid van EMIT hielp bevestigen. Beide instrumenten vonden gebieden die worden gedomineerd door kaoliniet, een reflecterend kleimineraal waarvan de deeltjes de lucht kunnen koelen wanneer ze in de lucht zijn.
Credits: NASA/JPL-Caltech/USGS
Mineralen in kaart brengen

De kaart van Nevada richt zich op een bergachtig gebied ongeveer 209 kilometer ten noordoosten van Lake Tahoe en onthult locaties die worden gedomineerd door kaoliniet, een lichtgekleurd mineraal waarvan de deeltjes licht naar boven verspreiden en de lucht koelen terwijl ze door de atmosfeer bewegen. De kaart en spectrale vingerafdruk komen nauw overeen met die welke in 2018 uit vliegtuigen zijn verzameld door de Airborne Visible/Infrared Imaging Spectrometer ( AVIRIS ), gegevens die destijds door geologen zijn geverifieerd. Onderzoekers gebruiken deze en andere vergelijkingen om de nauwkeurigheid van de metingen van EMIT te bevestigen.

De andere mineralenkaart toont aanzienlijke hoeveelheden kaoliniet en twee ijzeroxiden, hematiet en goethiet, in een dunbevolkt deel van de Sahara, ongeveer 800 kilometer ten zuiden van Tripoli. Donkerder gekleurde stofdeeltjes uit ijzeroxiderijke gebieden absorberen de energie van de zon sterk en verwarmen de atmosfeer, waardoor het klimaat mogelijk wordt aangetast.

Momenteel is er weinig of geen informatie over de samenstelling van stof afkomstig uit delen van de Sahara. In feite hebben onderzoekers gedetailleerde minerale informatie van slechts ongeveer 5.000 bodemmonsters van over de hele wereld, waardoor ze conclusies moeten trekken over de samenstelling van stof.

EMIT zal miljarden nieuwe spectroscopische metingen verzamelen op zes continenten, deze kloof in kennis dichten en de klimaatwetenschap bevorderen. "Met deze uitzonderlijke prestatie liggen we op schema om de mineralen van de droge gebieden van de aarde - ongeveer 25% van het landoppervlak van de aarde - in minder dan een jaar volledig in kaart te brengen en onze klimaatwetenschappelijke doelstellingen te bereiken," zei Green.

De gegevens van EMIT zullen ook vrij beschikbaar zijn voor een breed scala aan onderzoeken, waaronder bijvoorbeeld het zoeken naar strategisch belangrijke mineralen zoals lithium en zeldzame aardelementen. Bovendien legt de technologie van het instrument de basis voor de toekomstige satellietmissie Surface Biology and Geology (SBG), die deel uitmaakt van NASA's Earth System Observatory , een reeks missies gericht op het aanpakken van klimaatverandering.

Afbeelding
Het voorpaneel van de beeldkubus is een weergave in ware kleuren van een deel van het zuidwesten van Libië, waargenomen door NASA's EMIT-missie. De zijpanelen tonen de spectrale vingerafdrukken voor elk punt in de afbeelding, met kaoliniet, een reflecterend kleimineraal, en goethiet en hematiet, ijzeroxiden die warmte absorberen.
Credits: NASA/JPL-Caltech

Baanbrekende technologie

EMIT vindt zijn oorsprong in de beeldvormingsspectrometertechnologie die NASA's Airborne Imaging Spectrometer (AIS) voor het eerst demonstreerde in 1982. Ontworpen om mineralen op het aardoppervlak te identificeren vanuit een onderzoeksvliegtuig op lage hoogte, leverde het instrument vrijwel onmiddellijk verrassende resultaten op. Tijdens vroege testvluchten in de buurt van Cuprite, Nevada, ontdekte AIS de unieke spectrale signatuur van buddingtonite, een mineraal dat niet op eerdere geologische kaarten van het gebied te zien was.

Toen AVIRIS, het instrument in de lucht dat AIS opvolgde, de weg vrijmaakte voor toekomstige spectrometers toen het in 1986 werd geïntroduceerd, heeft het geologie, plantfunctie en alpine sneeuwsmelt bestudeerd, naast andere natuurlijke fenomenen. Het heeft ook chemische vervuiling op Superfund-locaties in kaart gebracht en olielozingen bestudeerd, waaronder het enorme Deepwater Horizon-lek in 2010. En het vloog over het World Trade Center-terrein in Manhattan na de aanslagen van 11 september, lokaliseerde ongecontroleerde branden en bracht de samenstelling van puin in de wrak.

In de loop der jaren, naarmate optica, detectorarrays en computermogelijkheden zijn verbeterd, zijn beeldspectrometers die in staat zijn om kleinere doelen en subtielere verschillen op te lossen, met missies over het zonnestelsel gevlogen.

Een door JPL gebouwde beeldspectrometer op de Chandrayaan-1-sonde van de Indian Space Research Organization heeft in 2009 tekenen van water op de maan gemeten. NASA's Europa Clipper , die in 2024 wordt gelanceerd, zal op een beeldspectrometer vertrouwen om wetenschappers te helpen beoordelen of de ijzige Joviaanse maan omstandigheden heeft die het leven kunnen ondersteunen.

Zeer geavanceerde, door JPL ontwikkelde spectrometers zullen deel uitmaken van NASA's aanstaande Lunar Trailblazer - die de vorm, overvloed en distributie van water op de maan en de aard van de maanwatercyclus zal bepalen - en op satellieten die worden gelanceerd door de non-profit Carbon Mapper , gericht op het spotten van puntbronnen van broeikasgassen vanuit de ruimte.

"De technologie volgde richtingen die ik me nooit had kunnen voorstellen", zegt Gregg Vane, de JPL-onderzoeker wiens afgestudeerde studies in de geologie de inspiratie vormden voor het idee voor de originele beeldvormende spectrometer. "Nu met EMIT gebruiken we het om vanuit de ruimte terug te kijken op onze eigen planeet voor belangrijk klimaatonderzoek."

Afbeelding
De mineralenkaart toont een deel van het zuidwesten van Libië, in de Sahara, waargenomen door NASA's EMIT-missie. Het toont gebieden die worden gedomineerd door kaoliniet, een reflecterend kleimineraal dat licht verstrooit, en goethiet en hematiet, ijzeroxiden die warmte absorberen en de omringende lucht verwarmen.
Credits: NASA/JPL-Caltech

Meer over de missie

EMIT werd geselecteerd uit het Earth Venture Instrument-4-verzoek onder de Earth Science Division van het NASA Science Mission Directorate en werd ontwikkeld in het Jet Propulsion Laboratory van NASA, dat voor het bureau wordt beheerd door Caltech in Pasadena, Californië. Het werd gelanceerd aan boord van een SpaceX Dragon-bevoorradingsruimtevaartuig van NASA's Kennedy Space Center in Florida op 14 juli 2022. De gegevens van het instrument zullen worden geleverd aan het NASA Land Processes Distributed Active Archive Center (DAAC) voor gebruik door andere onderzoekers en het publiek.

Ga voor meer informatie over de missie naar: https://earth.jpl.nasa.gov/emit/

https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasa-d ... te-science
Een mens is net een open boek, je moet het enkel kunnen lezen.

Plaats reactie