NASA的EMIT利用截至2023年11月的数据绘制了地球干旱地区的赤铁矿、针铁矿和高岭石的首张全球地图。该任务收集了这三种矿物质和其他七种矿物质的数十亿次测量数据，这些矿物质在以沙尘暴的形式进入空气时可能会影响气候。来源:美国国家航空航天局/姓名

　　EMIT提供了首个地球尘埃源区域的矿物地图，使科学家能够模拟细颗粒在气候变化等方面的作用。

　　美国国家航空航天局(NASA)的EMIT任务绘制了世界上第一张矿物尘埃源地区的综合地图，根据它们反射和吸收光线的方式，提供了10种关键矿物的精确位置。当风把这些物质吹到空气中时，它们会使大气和地球表面变冷或变暖，这取决于它们的成分。了解它们在全球的丰富程度将有助于研究人员预测未来的气候影响。

　　EMIT是地球表面矿物粉尘源调查的缩写，于2022年发射到国际空间站(ISS)，是由美国宇航局位于南加州的喷气推进实验室(JPL)开发的成像光谱仪。该任务满足了气候科学家对地表矿物组成的更详细信息的关键需求。

　　EMIT从大约250英里(410公里)的高空测量地球表面，扫描了地面上的地质学家或飞机上携带的仪器无法测量的广阔区域，但它在有效地实现同样水平的细节的同时做到了这一点。

　　NASA于2022年向国际空间站发射了一项名为EMIT的任务，绘制了北非和阿拉伯半岛的赤铁矿、针铁矿和高岭石的地图。这三种矿物是该任务研究的10种被认为会影响气候变化的关键物质之一。来源:美国国家航空航天局/姓名

　　迄今为止，该任务已经在其研究区域捕获了55,000多个“场景”-50 × 50英里(80 × 80公里)的表面图像，其中包括环绕地球中部的6,900英里宽(11,000公里宽)地带内的干旱地区。这些场景加在一起，包含了数十亿个测量值——绰绰有余，足以绘制出地表成分的详细地图。

　　在轨道运行的17个月里，该任务还展示了一系列额外的能力，包括探测垃圾填埋场、石油设施和其他基础设施排放的甲烷和二氧化碳羽流。

　　“只要我们需要化学来了解火星表面的一些东西，我们就可以用成像光谱学来做到这一点，”罗杰·克拉克(Roger Clark)说，他是EMIT科学团队的成员，也是亚利桑那州图森市行星科学研究所(Planetary science Institute)的资深科学家。“现在，有了EMIT，我们将看到更大的图景，这肯定会让一些人大开眼界。”

　　科学家们早就知道空气中的矿物粉尘会影响气候。他们知道，颜色较深的富含氧化铁的物质会吸收太阳的能量，使周围的空气变暖，而颜色较亮的非含铁物质会反射光和热，使空气变冷。然而，这些影响是否会造成净变暖或净变冷的影响仍不确定。

　　研究人员对尘埃如何在大气中传播有了一些了解，但缺失的部分是尘埃通常产生的地方表面的成分——本质上是颜色，到目前为止，这些成分来自世界各地不到5000个样本点。基于数十亿个样本，EMIT的地图提供了更多的细节。

　　“我们将把这些新地图放入我们的气候模型中，”EMIT的副首席研究员、纽约州伊萨卡市康奈尔大学(Cornell University)的地球系统科学家娜塔莉·马霍瓦尔德(Natalie Mahowald)说。“由此，我们将知道有多少气溶胶吸收热量，而不是反射热量，这比我们过去所知道的要大得多。”

　　除了利用EMIT的矿物数据来改进地球气候模型，科学家们还可以利用这些信息来研究尘埃对其降落的生态系统的影响。有强有力的证据表明，沉积在海洋中的颗粒会刺激浮游植物大量繁殖，这可能对水生生态系统和地球的碳循环产生影响。科学家们还表明，来自南美洲安第斯山脉以及北部和撒哈拉以南非洲部分地区的灰尘为亚马逊盆地的雨林生长提供了营养。

　　EMIT数据可以使研究人员确定矿物粉尘的来源，并更详细地了解其组成，帮助估计磷、钙和钾等关键元素的移动，这些元素被认为是远距离施肥的因素。

　　“EMIT可以帮助我们建立更复杂、更精细的尘埃运输模型，以追踪这些营养物质的长距离移动，”康涅狄格州纽黑文耶鲁大学(Yale University)的土壤研究员埃里克·斯雷萨列夫(Eric Slessarev)说。“这将有助于我们更好地了解远离沙尘产生地区的土壤化学成分。”

　　除了追踪作为其主要任务一部分的10种关键矿物外，EMIT的数据还被用于识别一系列其他矿物、植被类型、雪和冰，甚至是地球表面或其附近的人类产生的物质。有了更多的测量数据，研究人员将能够找到地表特征和其他感兴趣的特征之间的统计关系。

　　例如，他们可能会在EMIT数据中发现与稀土元素和含锂矿物的存在相对应的信号，喷气推进实验室的高级研究科学家、EMIT的首席研究员罗伯特格林说。这一新信息可用于在以前未知的地方寻找这些物质。

　　“到目前为止，我们还不知道地球上大片地表矿物的分布情况，”喷气推进实验室的数据科学家菲尔·布罗德里克(Phil Brodrick)说，他是绘制矿物地图的带头人。有了EMIT的数据，“我们还不知道的新一代科学可能会出现，这真是一件很酷的事情。”

　　EMIT是从美国宇航局科学任务理事会地球科学部的地球风险仪器4招标中选出的，由美国宇航局喷气推进实验室开发，该实验室由加州理工学院管理。该仪器的数据可在NASA陆地过程分布式活跃档案中心获得，供其他研究人员和公众使用。