Desde su lanzamiento hace 16 meses, el espectrómetro de imágenes EMIT a bordo del Estación Espacial Internacional ha demostrado la capacidad de detectar algo más que minerales superficiales.

Más de un año después de detectar 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 identificar emisiones de fuentes puntuales de gases de efecto invernadero con una habilidad que sorprendió incluso a sus diseñadores.

Misión y capacidades de EMIT

EMIT, abreviatura de Earth Surface Mineral Dust Source Investigation, se lanzó en julio de 2022 para mapear 10 minerales importantes de la superficie en las regiones áridas del mundo. Estas observaciones relacionadas con los minerales, que ya están disponibles para investigadores y el público, ayudará a mejorar la comprensión de cómo el polvo liberado 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 esta capacidad. Ahora, con más de 750 fuentes de emisiones identificadas desde agosto de 2022 –algunas pequeñas, otras en lugares remotos y otras persistentes en el tiempo– el instrumento ha producido resultados más que satisfactorios en este sentido, según un nuevo estudio publicado en la revista Avances científicos.

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 fotografía, denominada escena por los investigadores. . Crédito: NASA/JPL-Caltech

Emisiones de metano y cambio climático

«Al principio éramos un poco cautelosos acerca de lo que podíamos hacer con el instrumento», dijo Andrew Thorpe, tecnólogo de investigación del equipo científico de EMIT en NASAdel Jet Propulsion Laboratory en el sur de California y autor principal del artículo. “Superó nuestras expectativas”.

Al saber de dónde provienen 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 cuestiones. El seguimiento de las emisiones de metano causadas por el hombre es fundamental para limitar el cambio climático porque ofrece un enfoque rápido y comparativamente de bajo costo para reducir los gases de efecto invernadero. El metano permanece en la atmósfera durante aproximadamente una década, pero durante este tiempo es hasta 80 veces más potente para atrapar el calor que el dióxido de carbono, que permanece durante siglos.

Cuando los fuertes vientos en un continente levantan polvo de rocas minerales (como la calcita o la clorita), las partículas en el aire pueden viajar miles de kilómetros y afectar a 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. Crédito: NASA/JPL-Caltech

Resultados sorprendentes

EMIT ha demostrado ser eficaz para detectar fuentes de emisión tanto grandes (decenas de miles de libras de metano por hora) como 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 EMIT, basándose en los primeros 30 días de detección de gases de efecto invernadero, puede observar entre el 60% y el 85% de las columnas de metano que normalmente se observan en las campañas aéreas.

En un rincón remoto del sureste de Libia, EMIT detectó el 3 de septiembre de 2022 una nube de metano que emitía alrededor de 979 libras (444 kilogramos) por hora. Es una de las fuentes más pequeñas detectadas hasta ahora por el instrumento. Crédito: NASA/JPL-Caltech

Comparación con la detección aérea

A varios miles de pies sobre el suelo, los instrumentos de detección de metano en los aviones son más sensibles, pero para justificar el envío de 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, a unos 400 kilómetros sobre el nivel del mar en la estación espacial, EMIT recopila datos sobre una gran parte del planeta, en particular las regiones áridas que se encuentran entre los 51,6 grados de latitud norte y sur. El espectrómetro de imágenes captura imágenes de 80 kilómetros por 80 kilómetros (50 millas por 50 millas) de la superficie (los investigadores las llaman “escenas”), incluidas muchas regiones que han estado fuera del alcance de los instrumentos aéreos.

«El número y la escala de las columnas de metano medidas por EMIT en todo nuestro planeta son asombrosos», dijo Robert O. Green, un JPL Científico investigador 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 hacia el exterior de la estación. Extracción de EspacioX La nave espacial Dragon comenzó aproximadamente a las 5:15 p.m. PDT del 22 de julio y finalizó a las 10:15 a.m. PDT del 24 de julio. Se omitieron partes de la instalación, mientras que otras se aceleraron. Crédito: NASA

Detecciones escena por escena

Para respaldar la identificación de la fuente, el equipo científico de EMIT crea mapas de columnas de metano y los libera en un sitio webcon datos subyacentes disponibles del Centro de Archivo Activo Distribuido de Procesos Terrestres del Servicio Geológico de los Estados Unidos y la NASA (DAAC LP). Los datos de la misión están disponibles para uso del público, científicos y organizaciones.

Desde que EMIT comenzó a recopilar observaciones en agosto de 2022, ha documentado más de 50.000 escenas. El instrumento detectó un conjunto de fuentes de emisión en una región del planeta raramente estudiada. sur de Uzbekistán el 1 de septiembre de 2022, detectando 12 columnas de metano por un total de aproximadamente 49,734 libras (22,559 kilogramos) por hora.

Además, el instrumento detectó columnas mucho más pequeñas de lo esperado. Capturado en un rincón remoto de sureste de libia Al 3 de septiembre de 2022, una de las fuentes más pequeñas hasta el momento emite 979 libras (444 kilogramos) por hora, según estimaciones de la velocidad del viento local.

Referencia: “Atribución de fuentes individuales de emisión de metano y dióxido de carbono utilizando 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 Irakulis-Loitxate, Daniel H. Cusworth, Alana K. Ayasse, Riley M. Duren, Christian Frankenberg, Luis Guanter, John R. Worden, Philip E. Dennison, Dar A. Roberts, K. Dana Chadwick, Michael L .Eastwood, Jay E. Fahlen y Charles E. Miller, 17 de noviembre de 2023, Avances científicos.
DOI: 10.1126/sciadv.adh2391

Más sobre la misión EMIT

EMIT fue seleccionado de la solicitud Earth Venture Instrument-4 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, administrado para la agencia por Caltech en Pasadena, California. Los datos de los instrumentos están disponibles en el Centro de Archivo Activo Distribuido de Procesos Terrestres de la NASA para que los utilicen otros investigadores y el público.