Erou improbabil al NASA în criza climatică

Arderea gazelor, în care excesul de gaz natural este arse în mod intenționat în aer, este o modalitate prin care metanul este eliberat din instalațiile de petrol și gaze. Misiunea EMIT a NASA, care a durat mai mult de un an, a demonstrat eficiența în detectarea emisiilor de metan și alte gaze cu efect de seră din spațiu.

De la lansarea sa în urmă cu 16 luni, a fost spectrometrul de imagistică EMIT de la bordul navei spațiale Statia Spatiala Internationala Capacitate demonstrată de a detecta mai mult decât minerale de suprafață.

La mai bine de un an după ce penele de metan au fost detectate pentru prima dată de la bordul Stației Spațiale Internaționale (ISS), datele de la instrumentul EMIT al NASA sunt acum folosite pentru a determina emisiile de gaze cu efect de seră dintr-o sursă staționară, cu o eficiență care i-a surprins chiar și pe proiectanții acesteia.

Misiunea și capacitățile EMIT

EMIT, un acronim pentru Earth Surface Mineral Dust Source Investigation, a fost lansat în iulie 2022 pentru a cartografi zece minerale cheie de pe suprafața regiunilor aride ale lumii. Acele note legate de minerale, care sunt deja disponibile pentru Cercetători Și publicul, ei vor ajuta la îmbunătățirea înțelegerii modului în care praful care se ridică în atmosferă afectează clima.

Detectarea metanului nu a făcut parte din misiunea principală a EMIT, dar proiectanții instrumentului se așteptau ca spectrometrul de imagistică să aibă capacitatea. Acum, cu peste 750 de surse de emisii identificate începând cu august 2022 – unele mici, altele în locații îndepărtate și altele care persistă în timp – instrumentul a făcut mai mult decât oferă în acest sens, potrivit unui nou studiu publicat în jurnal. Avansarea științei.

EMIT a identificat un grup de 12 penuri de metan într-o zonă de 150 de mile pătrate (400 de kilometri pătrați) din sudul Uzbekistanului la 1 septembrie 2022. Instrumentul a capturat grupul într-un singur instantaneu, pe care cercetătorii au numit-o scenă. Sursa imagine: NASA/JPL-Caltech

Emisiile de metan și schimbările climatice

„Am fost puțin precauți la început cu privire la ceea ce am putea face cu instrumentul”, a spus Andrew Thorpe, expert în tehnologie de cercetare din echipa de știință EMIT de la Universitatea din California. NASAJet Propulsion Laboratory din sudul Californiei și principalul autor al lucrării. „Ne-a depășit așteptările.”

Cunoscând sursa emisiilor de metan, operatorii gropilor de gunoi, site-urilor agricole, instalațiilor de petrol și gaze și alți producători de metan au posibilitatea de a aborda aceste emisii. Urmărirea emisiilor de metan cauzate de om este esențială pentru reducerea schimbărilor climatice, deoarece oferă o abordare rapidă și relativ ieftină pentru reducerea gazelor cu efect de seră. Metanul rămâne în atmosferă timp de aproximativ un deceniu, dar în această perioadă este de până la 80 de ori mai puternic la captarea căldurii decât dioxidul de carbon, care rămâne timp de secole.

Când vânturile puternice de pe un continent provoacă praf de rocă minerală (cum ar fi calcitul sau cloritul), particulele din aer pot parcurge mii de mile pentru a afecta continente complet diferite. Praful suspendat în aer poate încălzi sau răci atmosfera și suprafața Pământului. Acest efect de încălzire sau răcire este în centrul misiunii NASA Earth Surface Mineral Dust Source Investigation (EMIT). Sursa imagine: NASA/JPL-Caltech

Rezultate uimitoare

EMIT sa dovedit eficient în detectarea surselor de emisii care sunt atât mari (zeci de mii de lire sterline de metan pe oră) cât și surprinzător de mici (până la sute de lire sterline de metan pe oră). Acest lucru este important deoarece permite identificarea unui număr mai mare de „superemițători” – surse care produc cote disproporționate din emisiile totale.

Noul studiu documentează modul în care, pe baza primelor 30 de zile de detectare a gazelor cu efect de seră, EMIT poate observa 60% până la 85% din penele de metan observate de obicei în campaniile aeriene.

Într-un colț îndepărtat din sud-estul Libiei, EMIT, pe 3 septembrie 2022, a descoperit un penaj de metan care emite aproximativ 979 de lire sterline (444 de kilograme) pe oră. Este una dintre cele mai mici surse descoperite până acum de dispozitiv. Sursa imagine: NASA/JPL-Caltech

Comparați cu detectarea aeropurtată

La câteva mii de metri deasupra solului, detectoarele de metan de pe aeronave sunt cele mai sensibile, dar pentru a garanta că un avion este expediat, cercetătorii au nevoie de o indicație prealabilă că vor detecta metanul. Multe zone nu sunt examinate deoarece sunt considerate prea îndepărtate, prea riscante sau prea scumpe. În plus, campaniile care au loc acoperă zone relativ limitate pentru perioade scurte.

Pe de altă parte, de la o altitudine de aproximativ 250 de mile (400 de kilometri) pe stația spațială, EMIT colectează date pe o mare parte a planetei – în special regiunile aride între 51,6 grade latitudine nordică și sudică. Spectrometrul de imagistică realizează imagini ale suprafeței cu dimensiuni de 80 de kilometri pe 80 de kilometri (80 de kilometri pe 80 de kilometri) – cercetătorii le numesc „scene” – inclusiv multe zone care nu erau odată la îndemâna instrumentelor aeriene.

Robert O. a spus: „Numărul și dimensiunea penelor de metan măsurate de EMIT în jurul planetei noastre este uluitoare”, a spus Green, un biochimist. Laboratorul de propulsie cu reacție Cercetător principal și cercetător principal la EMIT.

Acest videoclip time-lapse arată brațul robotic Canadarm2 al Stației Spațiale Internaționale care manevrează misiunea EMIT a NASA în exteriorul stației. Extrage din SpaceX Nava spațială Dragon a fost lansată la aproximativ 5:15 PM PT pe 22 iulie și finalizată la 10:15 AM PT pe 24 iulie. Părți ale instalării au fost șterse, în timp ce alte părți au fost accelerate. Credit: NASA

Dezvăluind scenă după scenă

Pentru a sprijini identificarea sursei, echipa științifică EMIT creează hărți ale penelor de metan și le eliberează pe… site-ul webcu datele de bază disponibile la Centrul de arhivă activ distribuit Joint NASA/US Geological Survey Operations (LB Duck). Declarațiile de misiune sunt disponibile pentru utilizare de către public, savanți și organizații.

De când EMIT a început să colecteze observații în august 2022, a documentat peste 50.000 de observări. Instrumentul a detectat o serie de surse de emisii într-o regiune care a fost rareori studiată Sudul Uzbekistanului La 1 septembrie 2022, au fost detectate 12 penuri de gaz metan însumând aproximativ 49.734 de lire sterline (22.559 kg) pe oră.

În plus, instrumentul a detectat pene mult mai mici decât se aștepta. A fost luată într-un colț îndepărtat al Sud-Estul Libiei Pe 3 septembrie 2022, una dintre cele mai mici surse de până acum emitea 979 de lire sterline (444 de kilograme) pe oră, pe baza estimărilor locale ale vitezei vântului.

Referință: „Atribuirea surselor individuale de emisie de metan și dioxid de carbon folosind observații EMIT din spațiu” de Andrew K. Thorpe, Robert O. Green, David R. Thompson, Philip G. Brodrick, John W. Chapman, Clayton D. Elder, Itziar Irakolis -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. Vahlin și Charles E. Miller, 17 noiembrie 2023, Avansarea științei.
doi: 10.1126/sciadv.adh2391

Mai multe despre misiunea EMIT

EMIT a fost selectat din solicitarea Earth Venture Instrument-4 din cadrul Diviziei de Științe Pământului a Direcției Misiune Științifice a NASA și a fost dezvoltat la Laboratorul de propulsie cu reacție al NASA, care este operat de Institutul de Tehnologie din California din Pasadena, California. Datele instrumentelor sunt disponibile la Centrul de Arhive Active Distribuite al Operațiunilor Pământului al NASA pentru a fi utilizate de alți cercetători și de public.