Nepravděpodobný hrdina NASA v klimatické krizi

Od svého startu před 16 měsíci je to zobrazovací spektrometr EMIT na palubě kosmické lodi Mezinárodní vesmírná stanice Prokázaná schopnost detekovat více než jen povrchové minerály.

Více než rok poté, co byly na palubě Mezinárodní vesmírné stanice (ISS) poprvé detekovány oblaky metanu z jeho bidýlka, se nyní data z nástroje EMIT NASA používají ke stanovení emisí skleníkových plynů ze stacionárního zdroje s účinností, která překvapila i jeho konstruktéry.

Poslání a schopnosti EMIT

EMIT, zkratka pro Earth Surface Mineral Dust Source Investigation, byl spuštěn v červenci 2022 s cílem zmapovat deset klíčových minerálů na povrchu suchých oblastí světa. Tyto poznámky týkající se minerálů, které jsou již k dispozici Výzkumníci A veřejnosti pomohou lépe pochopit, jak prach stoupající do atmosféry ovlivňuje klima.

Detekce metanu nebyla součástí primární mise EMIT, ale konstruktéři přístroje očekávali, že zobrazovací spektrometr tuto schopnost bude mít. Nyní, s více než 750 zdroji emisí identifikovaných od srpna 2022 – některé malé, některé ve vzdálených lokalitách a některé přetrvávají v průběhu času – tento nástroj v tomto ohledu udělal více, než dává, podle nové studie zveřejněné v časopise. Pokrok vědy.

EMIT 1. září 2022 identifikoval skupinu 12 oblaků metanu v oblasti 150 čtverečních mil (400 čtverečních kilometrů) v jižním Uzbekistánu. Přístroj zachytil skupinu na jediném snímku, který výzkumníci nazvali scénou. Zdroj obrázku: NASA/JPL-Caltech

Emise metanu a změna klimatu

„Zpočátku jsme byli trochu opatrní ohledně toho, co můžeme s tímto nástrojem udělat,“ řekl Andrew Thorpe, expert na výzkumné technologie z vědeckého týmu EMIT na Kalifornské univerzitě. NASAJet Propulsion Laboratory v jižní Kalifornii a vedoucí autor článku. „Překonalo to naše očekávání.“

Díky znalosti zdroje emisí metanu mají provozovatelé skládek, zemědělských areálů, ropných a plynárenských zařízení a další producenti metanu možnost tyto emise řešit. Sledování emisí metanu způsobených člověkem je klíčem ke snížení změny klimatu, protože poskytuje rychlý a relativně levný přístup ke snižování skleníkových plynů. Metan zůstává v atmosféře asi deset let, ale během tohoto období je až 80krát silnější při zachycování tepla než oxid uhličitý, který zůstává po staletí.

Když silné větry na jednom kontinentu rozvíří minerální horninový prach (jako je kalcit nebo chlorit), vzdušné částice mohou cestovat tisíce kilometrů a zasáhnout zcela jiné kontinenty. Prach suspendovaný ve vzduchu může zahřívat nebo ochlazovat atmosféru a zemský povrch. Tento efekt zahřívání nebo chlazení je středem zájmu mise NASA Earth Surface Mineral Dust Source Investigation (EMIT). Zdroj obrázku: NASA/JPL-Caltech

Úžasné výsledky

EMIT se osvědčil při odhalování zdrojů emisí, které jsou jak velké (desítky tisíc liber metanu za hodinu), tak překvapivě malé (až stovky liber metanu za hodinu). To je důležité, protože to umožňuje identifikaci většího počtu „super emitentů“ – zdrojů, které produkují neúměrné podíly na celkových emisích.

Nová studie dokumentuje, jak na základě prvních 30 dnů detekce skleníkových plynů může EMIT pozorovat 60 % až 85 % metanových vleček, které se obvykle vyskytují při leteckých kampaních.

V odlehlém koutě jihovýchodní Libye objevil EMIT 3. září 2022 oblak metanu, který vypouštěl asi 979 liber (444 kilogramů) za hodinu. Je to jeden z nejmenších zdrojů, které zařízení dosud objevilo. Zdroj obrázku: NASA/JPL-Caltech

Porovnejte s detekcí ve vzduchu

V několika tisících stopách nad zemí jsou detektory metanu v letadlech nejcitlivější, ale aby bylo zaručeno vyslání letadla, výzkumníci potřebují předem indikovat, že metan zaznamenají. Mnoho oblastí není zkoumáno, protože jsou považovány za příliš vzdálené, příliš rizikové nebo příliš drahé. Kromě toho probíhající kampaně pokrývají krátkodobě relativně omezené oblasti.

Na druhou stranu, z nadmořské výšky asi 250 mil (400 kilometrů) na vesmírné stanici, EMIT shromažďuje data o velkém pásmu planety – konkrétně v suchých oblastech mezi 51,6 stupněm severní a jižní šířky. Zobrazovací spektrometr pořizuje snímky povrchu o rozměrech 50 x 50 mil (80 kilometrů x 80 kilometrů) – výzkumníci je nazývají „scény“ – včetně mnoha oblastí, které byly kdysi mimo dosah leteckých přístrojů.

Robert O. řekl: „Počet a velikost metanových oblaků měřených EMIT kolem naší planety je ohromující,“ řekl Green, biochemik. Laboratoř proudového pohonu Senior Research Scientist a Principal Investigator ve společnosti EMIT.

Toto časosběrné video ukazuje robotické rameno Canadarm2 Mezinárodní vesmírné stanice, jak manévruje s misí NASA EMIT na vnější straně stanice. Výpis z SpaceX Kosmická loď Dragon byla vypuštěna přibližně v 17:15 PT 22. července a dokončena v 10:15 PT 24. července. Části instalace byly odstraněny, zatímco jiné části byly urychleny. Kredit: NASA

Odhalování scény za scénou

Pro podporu identifikace zdroje vytváří vědecký tým EMIT mapy metanových oblaků a uvolňuje je na… webová stránkase základními údaji dostupnými ve Společném centru distribuovaného aktivního archivu NASA/US Geological Survey Operations (LB kachna). Prohlášení o poslání jsou k dispozici pro použití veřejností, vědci a organizacemi.

Od té doby, co EMIT začala sbírat pozorování v srpnu 2022, zdokumentovala více než 50 000 pozorování. Nástroj detekoval řadu zdrojů emisí v regionu, který byl jen zřídka studován Jižní Uzbekistán 1. září 2022 bylo detekováno 12 oblaků metanu v celkovém množství asi 49 734 liber (22 559 kg) za hodinu.

Kromě toho přístroj detekoval vlečky, které byly mnohem menší, než se očekávalo. Bylo to pořízeno v odlehlém koutě Jihovýchodní Libye 3. září 2022 jeden z dosud nejmenších zdrojů emitoval 979 liber (444 kilogramů) za hodinu, na základě místních odhadů rychlosti větru.

Odkaz: „Přiřazování jednotlivých zdrojů emisí metanu a oxidu uhličitého pomocí pozorování EMIT z vesmíru“ od Andrew K. Thorpe, Robert O. Green, David R. Thompson, Philip G. Brodrick, John W. Chapman, Clayton D. Elder, Itziar Irakolis -Loitkesat, Daniel H. Cosworth, Alana K. Ayasi, Riley M. Dorren, Christian Frankenberg, Louis Guenther, John R. Worden, Philip E. Dennison, Dar A. Roberts, K. Dana Chadwick, Michael L. Eastwood, J.E. Vahlin a Charles E. Miller, 17. listopadu 2023, Pokrok vědy.
doi: 10.1126/sciadv.adh2391

Více o poslání EMIT

EMIT byl vybrán ze žádosti Earth Venture Instrument-4 v rámci oddělení věd o Zemi ředitelství vědeckých misí NASA a byl vyvinut v laboratoři NASA Jet Propulsion Laboratory, kterou provozuje California Institute of Technology v Pasadeně v Kalifornii. Data z přístrojů jsou k dispozici v centru NASA Earth Operations Distributed Active Archive Center pro použití dalšími výzkumníky a veřejností.