Невероятният герой на НАСА в климатичната криза

Изгарянето на газ във факел, при което излишният природен газ се изгаря умишлено във въздуха, е един от начините за отделяне на метан от нефтени и газови съоръжения. Мисията EMIT на НАСА, която продължи повече от година, демонстрира ефективност при откриване на емисии на метан и други парникови газове от космоса.

От изстрелването му преди 16 месеца, това е спектрометърът за изображения EMIT на борда на космическия кораб Интернационална космическа станция Демонстрирана способност за откриване на повече от повърхностни минерали.

Повече от година след като за първи път бяха открити струи метан от кацането му на борда на Международната космическа станция (МКС), данните от инструмента EMIT на НАСА сега се използват за определяне на емисиите на парникови газове от стационарен източник с ефективност, която изненада дори неговите дизайнери.

Мисията и възможностите на EMIT

EMIT, акроним на Earth Surface Mineral Dust Source Investigation, стартира през юли 2022 г., за да картографира десет ключови минерала на повърхността на сухите региони на света. Тези бележки, свързани с минерали, които вече са на разположение Изследователи И на обществеността, те ще помогнат за подобряване на разбирането за това как прахът, издигащ се в атмосферата, влияе върху климата.

Откриването на метан не беше част от основната мисия на EMIT, но дизайнерите на инструмента очакваха спектрометърът за изображения да има тази възможност. Сега, с повече от 750 източника на емисии, идентифицирани от август 2022 г. насам – някои малки, някои в отдалечени места и някои продължаващи във времето – инструментът е направил повече, отколкото дава в това отношение, според ново проучване, публикувано в списанието. Напредък на науката.

EMIT идентифицира група от 12 метанови струи в зона от 150 квадратни мили (400 квадратни километра) в Южен Узбекистан на 1 септември 2022 г. Инструментът засне групата в един кадър, който изследователите нарекоха сцена. Източник на изображението: NASA/JPL-Caltech

Емисиите на метан и изменението на климата

„Отначало бяхме малко предпазливи какво можем да направим с инструмента“, каза Андрю Торп, експерт по изследователски технологии в научния екип на EMIT в Калифорнийския университет. НАСАЛаборатория за реактивни двигатели в Южна Калифорния и водещ автор на статията. „Надмина очакванията ни.“

Познавайки източника на емисиите на метан, операторите на сметища, селскостопански обекти, нефтени и газови съоръжения и други производители на метан имат възможност да се справят с тези емисии. Проследяването на причинените от човека емисии на метан е от ключово значение за намаляване на изменението на климата, тъй като осигурява бърз и сравнително евтин подход за намаляване на парниковите газове. Метанът остава в атмосферата около десетилетие, но през този период той е до 80 пъти по-силен в улавянето на топлина от въглеродния диоксид, който остава в продължение на векове.

Когато силните ветрове на един континент раздвижат минерален скален прах (като калцит или хлорит), частиците във въздуха могат да изминат хиляди мили, за да засегнат съвсем различни континенти. Прахът във въздуха може да нагрее или охлади атмосферата и земната повърхност. Този ефект на нагряване или охлаждане е във фокуса на мисията на НАСА за изследване на източника на минерален прах от земната повърхност (EMIT). Източник на изображението: NASA/JPL-Caltech

Удивителни резултати

EMIT се оказа ефективен при откриване на източници на емисии, които са както големи (десетки хиляди паунда метан на час), така и изненадващо малки (до стотици паунда метан на час). Това е важно, защото позволява идентифицирането на по-голям брой „супер емитери“ – източници, които произвеждат непропорционални дялове от общите емисии.

Новото проучване документира как, въз основа на първите 30 дни от откриването на парникови газове, EMIT може да наблюдава 60% до 85% от метановите струи, които обикновено се наблюдават при кампании във въздуха.

В отдалечен ъгъл на югоизточна Либия EMIT на 3 септември 2022 г. откри метанов стълб, който излъчва около 979 паунда (444 килограма) на час. Това е един от най-малките източници, открити досега от устройството. Източник на изображението: NASA/JPL-Caltech

Сравнете с откриване във въздуха

На няколко хиляди фута над земята детекторите за метан в самолетите са най-чувствителни, но за да се гарантира, че самолетът е изпратен, изследователите се нуждаят от предварителна индикация, че ще открият метан. Много райони не се изследват, защото се смятат за твърде отдалечени, твърде рискови или твърде скъпи. В допълнение, кампаниите, които се случват, обхващат относително ограничени области за кратки периоди.

От друга страна, от надморска височина от около 250 мили (400 километра) на космическата станция, EMIT събира данни за голяма част от планетата – по-специално сухите региони между 51,6 градуса северна и южна ширина. Спектрометърът за изображения прави изображения на повърхността с размери 50 на 50 мили (80 километра на 80 километра) – изследователите ги наричат ​​“сцени“ – включително много области, които някога са били извън обсега на бордовите инструменти.

Робърт О. каза: „Броят и размерът на метановите струи, измерени от EMIT около нашата планета, са зашеметяващи“, каза Грийн, биохимик. Лаборатория за реактивни двигатели Старши научен сътрудник и главен изследовател в EMIT.

Това видео с изтичане на времето показва роботизираната ръка Canadarm2 на Международната космическа станция, която маневрира с мисията EMIT на НАСА от външната страна на станцията. Екстракт от SpaceX Космическият кораб Dragon беше изстрелян приблизително в 17:15 PT на 22 юли и завърши в 10:15 PT на 24 юли. Части от инсталацията са изтрити, докато други части са ускорени. Кредит: НАСА

Разкриваща сцена след сцена

За да подпомогне идентифицирането на източника, научният екип на EMIT създава и пуска карти на метанови струи уебсайтс основни данни, налични в Съвместния център за разпределени активни архиви на NASA/US Geological Survey Operations (LB патица). Декларациите за мисията са достъпни за използване от обществеността, учени и организации.

Откакто EMIT започна да събира наблюдения през август 2022 г., той документира повече от 50 000 наблюдения. Инструментът откри набор от източници на емисии в регион, който рядко е бил проучван Южен Узбекистан На 1 септември 2022 г. бяха открити 12 струи газ метан с общо около 49 734 паунда (22 559 кг) на час.

Освен това инструментът откри струи, които бяха много по-малки от очакваното. Снимано е в отдалечен ъгъл на Югоизточна Либия На 3 септември 2022 г. един от най-малките досега източници излъчваше 979 паунда (444 килограма) на час, въз основа на местните оценки за скоростта на вятъра.

Справка: „Приписване на отделни източници на емисии на метан и въглероден диоксид с помощта на наблюдения на EMIT от космоса“ от Андрю К. Торп, Робърт О. Грийн, Дейвид Р. Томпсън, Филип Г. Бродрик, Джон У. Чапман, Клейтън Д. Елдер, Ициар Ираколис -Лойткесат, Даниел Х. Косуърт, Алана К. Аяси, Райли М. Дорен, Кристиан Франкенберг, Луис Гюнтер, Джон Р. Уордън, Филип Е. Денисън, Дар А. Робъртс, К. Дана Чадуик, Майкъл Л. Истууд, Дж. Вален и Чарлз Е. Милър, 17 ноември 2023 г., Напредък на науката.
doi: 10.1126/sciadv.adh2391

Повече за мисията на EMIT

EMIT беше избран от привличането на Earth Venture Instrument-4 в рамките на Отдела за науки за Земята на Дирекцията за научни мисии на НАСА и беше разработен в лабораторията за реактивни двигатели на НАСА, която се управлява от Калифорнийския технологичен институт в Пасадена, Калифорния. Данните от инструментите са достъпни в разпределения активен архивен център на НАСА за земни операции за използване от други изследователи и обществеността.