NASA’s onwaarschijnlijke held in de klimaatcrisis

Sinds de lancering 16 maanden geleden is het de EMIT-beeldspectrometer aan boord van het ruimtevaartuig Internationaal Ruimtestation Aangetoond vermogen om meer dan alleen oppervlaktemineralen te detecteren.

Meer dan een jaar nadat voor het eerst methaanpluimen werden gedetecteerd vanaf zijn plek aan boord van het Internationale Ruimtestation (ISS), worden gegevens van NASA’s EMIT-instrument nu gebruikt om de uitstoot van broeikasgassen uit een stationaire bron te bepalen met een efficiëntie die zelfs de ontwerpers verraste.

De missie en mogelijkheden van EMIT

EMIT, een acroniem voor Earth Surface Mineral Dust Source Investigation, werd in juli 2022 gelanceerd om tien belangrijke mineralen op het oppervlak van de dorre gebieden van de wereld in kaart te brengen. Die aantekeningen hadden betrekking op mineralen, die al beschikbaar zijn Onderzoekers En het publiek zal helpen het begrip te verbeteren van hoe stof dat in de atmosfeer opstijgt het klimaat beïnvloedt.

Het detecteren van methaan maakte geen deel uit van de primaire missie van EMIT, maar de ontwerpers van het instrument verwachtten dat de beeldspectrometer daartoe in staat zou zijn. Nu er sinds augustus 2022 meer dan 750 emissiebronnen zijn geïdentificeerd – sommige klein, sommige op afgelegen locaties, en sommige blijven in de loop van de tijd bestaan ​​– heeft de tool in dit opzicht meer gedaan dan het oplevert, volgens een nieuwe studie die in het tijdschrift is gepubliceerd. Vooruitgang van de wetenschap.

EMIT identificeerde op 1 september 2022 een groep van twaalf methaanpluimen in een gebied van 400 vierkante kilometer in het zuiden van Oezbekistan. Het instrument legde de groep vast in één momentopname, die onderzoekers een scène noemden. Bron afbeelding: NASA/JPL-Caltech

Methaanemissies en klimaatverandering

“We waren aanvankelijk een beetje voorzichtig met wat we met het instrument konden doen”, zegt Andrew Thorpe, expert op het gebied van onderzoekstechnologie bij het EMIT-wetenschapsteam van de Universiteit van Californië. NASAJet Propulsion Laboratory in Zuid-Californië en hoofdauteur van het artikel. “Het overtrof onze verwachtingen.”

Door de bron van methaanemissies te kennen, hebben exploitanten van stortplaatsen, landbouwlocaties, olie- en gasfaciliteiten en andere methaanproducenten de mogelijkheid om deze emissies aan te pakken. Het volgen van door de mens veroorzaakte methaanemissies is van cruciaal belang voor het terugdringen van de klimaatverandering, omdat het een snelle en relatief goedkope aanpak biedt voor het terugdringen van broeikasgassen. Methaan blijft ongeveer tien jaar in de atmosfeer aanwezig, maar gedurende deze periode is het tot 80 keer sterker in het vasthouden van warmte dan koolstofdioxide, dat eeuwenlang blijft bestaan.

Wanneer sterke wind op één continent mineraal gesteentestof (zoals calciet of chloriet) in beweging brengt, kunnen in de lucht zwevende deeltjes duizenden kilometers afleggen en op totaal verschillende continenten terechtkomen. Stof dat in de lucht zweeft, kan de atmosfeer en het aardoppervlak verwarmen of afkoelen. Dit verwarmende of afkoelende effect is de focus van NASA’s Earth Surface Mineral Dust Source Investigation (EMIT) missie. Bron afbeelding: NASA/JPL-Caltech

Verbazingwekkende resultaten

EMIT is effectief gebleken in het detecteren van emissiebronnen die zowel groot zijn (tienduizenden kilo methaan per uur) als verrassend klein (tot honderden kilo’s methaan per uur). Dit is belangrijk omdat het de identificatie mogelijk maakt van een groter aantal ‘superemitters’ – bronnen die een onevenredig groot deel van de totale uitstoot produceren.

De nieuwe studie documenteert hoe EMIT, op basis van de eerste 30 dagen van detectie van broeikasgassen, 60% tot 85% van de methaanpluimen kan waarnemen die doorgaans worden waargenomen in luchtcampagnes.

In een afgelegen hoek van het zuidoosten van Libië ontdekte EMIT op 3 september 2022 een methaanpluim die ongeveer 979 pond (444 kilogram) per uur uitstoten. Het is een van de kleinste bronnen die het apparaat tot nu toe heeft ontdekt. Bron afbeelding: NASA/JPL-Caltech

Vergelijk met detectie vanuit de lucht

Op enkele duizenden meters boven de grond zijn methaandetectoren in vliegtuigen het meest gevoelig, maar om te garanderen dat een vliegtuig wordt uitgezonden, hebben onderzoekers vooraf een indicatie nodig dat ze methaan zullen detecteren. Veel gebieden worden niet onderzocht omdat ze te afgelegen, te riskant of te duur worden geacht. Bovendien bestrijken de campagnes die plaatsvinden gedurende korte perioden een relatief beperkt gebied.

Aan de andere kant verzamelt EMIT vanaf een hoogte van ongeveer 400 kilometer op het ruimtestation gegevens over een groot deel van de planeet – met name de dorre gebieden tussen 51,6 graden noorder- en zuiderbreedte. De beeldspectrometer maakt beelden van het oppervlak met afmetingen van 80 bij 80 kilometer – onderzoekers noemen ze ‘scènes’ – inclusief veel gebieden die ooit buiten het bereik van instrumenten in de lucht lagen.

Robert O. zei: “Het aantal en de omvang van de methaanpluimen gemeten door EMIT rond onze planeet zijn verbluffend”, zegt Green, een biochemicus. Laboratorium voor straalaandrijving Senior onderzoeker en hoofdonderzoeker bij EMIT.

Deze time-lapse-video toont de Canadarm2-robotarm van het International Space Station die NASA’s EMIT-missie aan de buitenkant van het station manoeuvreert. Uittreksel uit RuimteX Het Dragon-ruimtevaartuig werd op 22 juli om ongeveer 17.15 uur PT gelanceerd en op 24 juli om 10.15 uur PT voltooid. Delen van de installatie zijn verwijderd, terwijl andere delen zijn versneld. Krediet: NASA

Scène na scène onthullend

Om de bronidentificatie te ondersteunen, maakt het wetenschapsteam van EMIT kaarten van methaanpluimen en geeft deze vrij op… websitemet onderliggende gegevens beschikbaar bij het Joint NASA/US Geological Survey Operations Distributed Active Archive Center (LB Eend). Missieverklaringen zijn beschikbaar voor gebruik door het publiek, wetenschappers en organisaties.

Sinds EMIT in augustus 2022 begon met het verzamelen van waarnemingen, heeft het meer dan 50.000 waarnemingen gedocumenteerd. De tool heeft een reeks emissiebronnen gedetecteerd in een regio die zelden is onderzocht Zuid-Oezbekistan Op 1 september 2022 werden 12 pluimen methaangas gedetecteerd met een totaal van ongeveer 49.734 pond (22.559 kg) per uur.

Bovendien detecteerde het instrument pluimen die veel kleiner waren dan verwacht. Het werd genomen in een afgelegen hoek van Zuidoost-Libië Op 3 september 2022 stoot een van de kleinste bronnen tot nu toe 979 pond (444 kilogram) per uur uit, gebaseerd op schattingen van de lokale windsnelheid.

Referentie: “Toeschrijven van individuele methaan- en kooldioxide-emissiebronnen met behulp van EMIT-waarnemingen vanuit de ruimte” door 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 en Charles E. Molenaar, 17 november 2023, Vooruitgang van de wetenschap.
doi: 10.1126/sciadv.adh2391

Meer over de missie van EMIT

EMIT werd geselecteerd uit het Earth Venture Instrument-4-verzoek binnen de afdeling Aardwetenschappen van het Directoraat Wetenschapsmissies van NASA en werd ontwikkeld in het Jet Propulsion Laboratory van NASA, dat wordt beheerd door het California Institute of Technology in Pasadena, Californië. Instrumentgegevens zijn beschikbaar bij NASA’s Earth Operations Distributed Active Archive Center voor gebruik door andere onderzoekers en het publiek.