La misión EMIT de la NASA ha creado los primeros mapas completos de las regiones de origen de polvo mineral del mundo, proporcionando ubicaciones precisas de 10 minerales clave en función de cómo reflejan y absorben la luz. Cuando los vientos elevan estas sustancias al aire, enfrían o calientan la atmósfera y la superficie de la Tierra, dependiendo de su composición. Comprender su abundancia en todo el mundo ayudará a los investigadores a predecir los impactos climáticos futuros.

Lanzado a la Estación Espacial Internacional en 2022, EMIT (abreviatura de Earth Surface Mineral Dust Source Investigation) es un espectrómetro de imágenes desarrollado por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California. La misión satisface una necesidad crucial entre los científicos del clima de obtener información más detallada sobre la composición mineral de la superficie.

Al examinar la superficie de la Tierra desde aproximadamente 250 millas (410 kilómetros) de altura, EMIT escanea áreas amplias que serían imposibles de estudiar para un geólogo en tierra o para instrumentos transportados por aviones, pero lo hace logrando efectivamente el mismo nivel de detalle.

EMIT, una misión de la NASA lanzada a la Estación Espacial Internacional en 2022, cartografió hematita, goethita y caolinita en el norte de África y la Península Arábiga. Los tres minerales se encuentran entre las 10 sustancias clave que estudió la misión y que se cree que influyen en el cambio climático. NASA / JPL-Caltech

Hasta la fecha, la misión ha capturado más de 55.000 “escenas” (imágenes de la superficie de 50 por 50 millas (80 por 80 kilómetros)) en su área de estudio, que incluye regiones áridas dentro de un radio de 6.900 millas. cinturón de ancho (11.000 kilómetros de ancho) alrededor de la sección media de la Tierra. En conjunto, las escenas comprenden miles de millones de mediciones, más que suficientes para crear mapas detallados de la composición de la superficie.

La misión también ha demostrado una variedad de capacidades adicionales en sus 17 meses en órbita, incluida la detección de columnas de metano y dióxido de carbono emitidas por vertederos, instalaciones petroleras y otras infraestructuras.

"Siempre que necesitemos química para comprender algo en la superficie, podemos hacerlo con espectroscopía de imágenes", dijo Roger Clark, miembro del equipo científico de EMIT y científico principal del Instituto de Ciencias Planetarias en Tucson, Arizona. "Ahora, con EMIT, veremos el panorama general y eso ciertamente abrirá algunos ojos". 

Polvo y clima

Los científicos saben desde hace mucho tiempo que el polvo mineral en suspensión afecta al clima. Saben que las sustancias más oscuras y ricas en óxido de hierro absorben la energía del Sol y calientan el aire circundante, mientras que las sustancias más brillantes y sin base de hierro reflejan la luz y el calor, enfriando el aire. Sin embargo, sigue siendo incierto si esos efectos tienen un impacto neto de calentamiento o enfriamiento.

Los investigadores tienen una idea de cómo viaja el polvo a través de la atmósfera, pero la pieza que faltaba era la composición (esencialmente el color) de la superficie en los lugares donde normalmente se origina el polvo, que hasta ahora se derivó de menos de 5.000 sitios de muestra en todo el mundo. Basados ​​en miles de millones de muestras, los mapas de EMIT ofrecen muchos más detalles.

"Tomaremos los nuevos mapas y los incluiremos en nuestros modelos climáticos", dijo Natalie Mahowald, investigadora principal adjunta del EMIT y científica del sistema terrestre en la Universidad de Cornell en Ithaca, Nueva York. "Y a partir de eso, sabremos qué fracción de aerosoles absorben calor en lugar de reflejarlo en una medida mucho mayor de lo que sabíamos en el pasado".

Polvo y ecosistemas

Más allá de aprovechar los datos minerales de EMIT para mejorar los modelos climáticos de la Tierra, los científicos pueden utilizar la información para estudiar el impacto del polvo en los ecosistemas donde aterriza. Hay pruebas sólidas de que las partículas que se depositan en el océano pueden estimular la proliferación de fitoplancton, lo que puede tener implicaciones para los ecosistemas acuáticos y el ciclo del carbono del planeta. Los científicos también han demostrado que el polvo originado en los Andes de América del Sur, así como en partes del norte y África subsahariana, proporciona nutrientes para el crecimiento de la selva tropical en la cuenca del Amazonas.

Los datos de EMIT pueden permitir a los investigadores identificar las fuentes de polvo mineral y obtener una visión más detallada de su composición, ayudando a estimar el viaje de elementos clave como el fósforo, el calcio y el potasio, que se cree que influyen en esta fertilización a larga distancia.

"EMIT podría ayudarnos a construir modelos de transporte de polvo más complejos y finamente resueltos para rastrear el movimiento de esos nutrientes a través de largas distancias", dijo Eric Slessarev, investigador de suelos de la Universidad de Yale en New Haven, Connecticut. "Eso nos ayudará a comprender mejor la química de los suelos en lugares muy alejados de las regiones generadoras de polvo". 

Una nueva generación de ciencia

Además de rastrear 10 minerales clave que forman parte de su misión principal, los datos de EMIT se utilizan para identificar una variedad de otros minerales, tipos de vegetación, nieve y hielo, e incluso sustancias producidas por el hombre en la superficie de la Tierra o cerca de ella. Y con muchas más mediciones a su disposición, los investigadores podrán encontrar relaciones estadísticas entre las características de la superficie y otras características de interés.

Por ejemplo, podrían detectar señales en los datos de EMIT que se corresponden con la presencia de elementos de tierras raras y minerales que contienen litio, dijo Robert Green, científico investigador senior del JPL e investigador principal de EMIT. Esta nueva información podría usarse para buscar esas sustancias en lugares previamente desconocidos.

"Hasta este momento simplemente no conocemos la distribución de los minerales de la superficie en grandes franjas del planeta", dijo Phil Brodrick, científico de datos del JPL que encabezó la creación de los mapas de minerales. Con los datos de EMIT, "probablemente surgirá una nueva generación de ciencia que aún no conocemos, y eso es algo realmente interesante".

Más sobre la misión

EMIT fue seleccionado de la licitación Earth Venture Instrument-4 bajo 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, administrado para la agencia por Caltech en Pasadena, California. Los datos del instrumento están disponibles en el Centro de Archivo Activo Distribuido de Procesos Terrestres de la NASA para uso de otros investigadores y el público.

Para obtener más información sobre la misión, visite:

https://earth.jpl.nasa.gov/emit/

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