El improbable héroe de la NASA en la crisis climática

Desde su lanzamiento hace 16 meses, el espectrómetro de imágenes EMIT está a bordo de la nave espacial. Estación Espacial Internacional Capacidad demostrada para detectar más que solo minerales superficiales.

Más de un año después de que se detectaran por primera vez columnas de metano desde su posición a bordo de la Estación Espacial Internacional (ISS), los datos del instrumento EMIT de la NASA ahora se están utilizando para determinar las emisiones de gases de efecto invernadero de una fuente estacionaria con una eficiencia que sorprendió incluso a sus diseñadores.

Misión y capacidades de EMIT

EMIT, acrónimo de Earth Surface Mineral Dust Source Investigation, se lanzó en julio de 2022 para mapear diez minerales clave en la superficie de las regiones áridas del mundo. Aquellas notas relacionadas con minerales, que ya están disponibles para Investigadores Y ayudarán al público a mejorar la comprensión de cómo el polvo que se eleva a la atmósfera afecta al clima.

La detección de metano no era parte de la misión principal de EMIT, pero los diseñadores del instrumento esperaban que el espectrómetro de imágenes tuviera esa capacidad. Ahora, con más de 750 fuentes de emisiones identificadas desde agosto de 2022 (algunas pequeñas, otras en ubicaciones remotas y otras persistentes en el tiempo), la herramienta ha hecho más de lo que ofrece en este sentido, según un nuevo estudio publicado en la revista. Avance de la ciencia.

EMIT identificó un grupo de 12 columnas de metano en un área de 400 kilómetros cuadrados (150 millas cuadradas) en el sur de Uzbekistán el 1 de septiembre de 2022. El instrumento capturó el grupo en una sola instantánea, que los investigadores denominaron escena. Fuente de la imagen: NASA/JPL-Caltech

Emisiones de metano y cambio climático

«Al principio éramos un poco cautelosos sobre lo que podíamos hacer con el instrumento», dijo Andrew Thorpe, experto en tecnología de investigación del equipo científico EMIT de la Universidad de California. NASAJet Propulsion Laboratory en el sur de California y autor principal del artículo. «Superó nuestras expectativas.»

Al conocer la fuente de las emisiones de metano, los operadores de vertederos, sitios agrícolas, instalaciones de petróleo y gas y otros productores de metano tienen la oportunidad de abordar estas emisiones. El seguimiento de las emisiones de metano causadas por el hombre es clave para reducir el cambio climático porque proporciona un enfoque rápido y de costo relativamente bajo para reducir los gases de efecto invernadero. El metano permanece en la atmósfera durante aproximadamente una década, pero durante este período, es hasta 80 veces más fuerte para atrapar el calor que el dióxido de carbono, que permanece durante siglos.

Cuando los fuertes vientos en un continente levantan polvo de roca mineral (como calcita o clorita), las partículas en el aire pueden viajar miles de kilómetros e impactar continentes completamente diferentes. El polvo suspendido en el aire puede calentar o enfriar la atmósfera y la superficie de la Tierra. Este efecto de calentamiento o enfriamiento es el foco de la misión de Investigación de la Fuente de Polvo Mineral de la Superficie Terrestre (EMIT) de la NASA. Fuente de la imagen: NASA/JPL-Caltech

Resultados sorprendentes

EMIT ha demostrado ser eficaz para detectar fuentes de emisiones que son grandes (decenas de miles de libras de metano por hora) y sorprendentemente pequeñas (hasta cientos de libras de metano por hora). Esto es importante porque permite identificar un mayor número de “superemisores”, fuentes que producen proporciones desproporcionadas de las emisiones totales.

El nuevo estudio documenta cómo, basándose en los primeros 30 días de detección de gases de efecto invernadero, EMIT puede observar entre el 60% y el 85% de las columnas de metano que normalmente se ven en las campañas aéreas.

En un rincón remoto del sureste de Libia, EMIT descubrió el 3 de septiembre de 2022 una columna de metano que emitía alrededor de 979 libras (444 kilogramos) por hora. Es una de las fuentes más pequeñas descubiertas hasta ahora por el dispositivo. Fuente de la imagen: NASA/JPL-Caltech

Comparar con la detección aérea

A varios miles de pies sobre el suelo, los detectores de metano en los aviones son más sensibles, pero para garantizar que se envíe un avión, los investigadores necesitan una indicación anticipada de que detectarán metano. Muchas zonas no se examinan porque se consideran demasiado remotas, demasiado arriesgadas o demasiado caras. Además, las campañas que se llevan a cabo cubren áreas relativamente limitadas durante períodos cortos.

Por otro lado, desde una altitud de aproximadamente 400 kilómetros (250 millas) en la estación espacial, EMIT está recopilando datos sobre una gran franja del planeta, específicamente las regiones áridas entre los 51,6 grados de latitud norte y sur. El espectrómetro de imágenes toma imágenes de la superficie con dimensiones de 50 por 50 millas (80 kilómetros por 80 kilómetros) (los investigadores las llaman “escenas”), incluidas muchas áreas que alguna vez estuvieron fuera del alcance de los instrumentos aéreos.

Robert O. dijo: «El número y tamaño de las columnas de metano medidas por EMIT alrededor de nuestro planeta es asombroso», dijo Green, un bioquímico. Laboratorio de propulsión a chorro Investigador científico senior e investigador principal de EMIT.

Este vídeo de lapso de tiempo muestra el brazo robótico Canadarm2 de la Estación Espacial Internacional maniobrando la misión EMIT de la NASA en el exterior de la estación. Extraer de EspacioX La nave espacial Dragon se lanzó aproximadamente a las 5:15 p. m. PT del 22 de julio y se completó a las 10:15 a. m. PT del 24 de julio. Se han eliminado partes de la instalación, mientras que otras se han acelerado. Crédito: NASA

Reveladora escena tras escena.

Para apoyar la identificación de fuentes, el equipo científico de EMIT crea mapas de columnas de metano y los publica en… sitio webcon datos subyacentes disponibles en el Centro de Archivo Activo Distribuido de Operaciones del Servicio Geológico Conjunto NASA/EE.UU. (Pato LB). Las declaraciones de misión están disponibles para uso del público, académicos y organizaciones.

Desde que EMIT comenzó a recopilar observaciones en agosto de 2022, ha documentado más de 50.000 avistamientos. La herramienta detectó una variedad de fuentes de emisiones en una región que rara vez ha sido estudiada. Sur de Uzbekistán El 1 de septiembre de 2022, se detectaron 12 columnas de gas metano por un total de aproximadamente 49,734 libras (22,559 kg) por hora.

Además, el instrumento detectó columnas mucho más pequeñas de lo esperado. Fue tomada en un rincón remoto de Sudeste de Libia El 3 de septiembre de 2022, una de las fuentes más pequeñas hasta el momento emitía 979 libras (444 kilogramos) por hora, según estimaciones locales de velocidad del viento.

Referencia: “Atribución de fuentes individuales de emisión de metano y dióxido de carbono mediante observaciones EMIT desde el espacio” por Andrew K. Thorpe, Robert O. Green, David R. Thompson, Philip G. Brodrick, John W. Chapman, Clayton D. Elder, Itziar Erakulis -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. Vahlen y Charles E. Molinero, 17 de noviembre de 2023, Avance de la ciencia.
doi: 10.1126/sciadv.adh2391

Más sobre la misión de EMIT

EMIT fue seleccionado de la licitación Earth Venture Instrument-4 dentro de la División de Ciencias de la Tierra de la Dirección de Misiones Científicas de la NASA y fue desarrollado en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, operado por el Instituto de Tecnología de California en Pasadena, California. Los datos de los instrumentos están disponibles en el Centro de Archivo Activo Distribuido de Operaciones Terrestres de la NASA para que los utilicen otros investigadores y el público.