Le héros improbable de la NASA dans la crise climatique

Depuis son lancement il y a 16 mois, c’est le spectromètre imageur EMIT à bord du vaisseau spatial Station spatiale internationale Capacité démontrée à détecter bien plus que de simples minéraux de surface.

Plus d’un an après que des panaches de méthane ont été détectés pour la première fois depuis son perchoir à bord de la Station spatiale internationale (ISS), les données de l’instrument EMIT de la NASA sont désormais utilisées pour déterminer les émissions de gaz à effet de serre d’une source stationnaire avec une efficacité qui a surpris même ses concepteurs.

Mission et capacités d’EMIT

EMIT, acronyme de Earth Surface Mineral Dust Source Investigation, a été lancé en juillet 2022 pour cartographier dix minéraux clés à la surface des régions arides du monde. Les notes relatives aux minéraux, qui sont déjà disponibles pour Des chercheurs Et pour le public, ils contribueront à mieux comprendre comment la poussière qui s’échappe dans l’atmosphère affecte le climat.

La détection du méthane ne faisait pas partie de la mission principale de l’EMIT, mais les concepteurs de l’instrument s’attendaient à ce que le spectromètre imageur en ait la capacité. Aujourd’hui, avec plus de 750 sources d’émissions identifiées depuis août 2022 – certaines petites, certaines situées dans des endroits éloignés et certaines persistant dans le temps – l’outil a fait plus qu’il ne donne à cet égard, selon une nouvelle étude publiée dans la revue. Avancement de la science.

EMIT a identifié un groupe de 12 panaches de méthane dans une zone de 400 kilomètres carrés dans le sud de l’Ouzbékistan le 1er septembre 2022. L’instrument a capturé le groupe en un seul instantané, que les chercheurs ont appelé une scène. Source de l’image : NASA/JPL-Caltech

Émissions de méthane et changement climatique

« Au début, nous étions un peu prudents quant à ce que nous pouvions faire avec l’instrument », a déclaré Andrew Thorpe, expert en technologie de recherche au sein de l’équipe scientifique EMIT de l’Université de Californie. NASAJet Propulsion Laboratory en Californie du Sud et auteur principal de l’article. « Cela a dépassé nos attentes. »

En connaissant la source des émissions de méthane, les exploitants de décharges, de sites agricoles, d’installations pétrolières et gazières et d’autres producteurs de méthane ont la possibilité de lutter contre ces émissions. Le suivi des émissions de méthane d’origine humaine est essentiel pour réduire le changement climatique, car il constitue une approche rapide et relativement peu coûteuse pour réduire les gaz à effet de serre. Le méthane reste dans l’atmosphère pendant environ une décennie, mais pendant cette période, il retient la chaleur jusqu’à 80 fois plus efficacement que le dioxyde de carbone, qui reste pendant des siècles.

Lorsque des vents forts sur un continent soulèvent de la poussière de roche minérale (telle que la calcite ou la chlorite), les particules en suspension dans l’air peuvent parcourir des milliers de kilomètres et toucher des continents complètement différents. La poussière en suspension dans l’air peut réchauffer ou refroidir l’atmosphère et la surface de la Terre. Cet effet de chauffage ou de refroidissement est au centre de la mission EMIT (Earth Surface Mineral Dust Source Investigation) de la NASA. Source de l’image : NASA/JPL-Caltech

Des résultats étonnants

EMIT s’est avéré efficace pour détecter des sources d’émissions à la fois importantes (des dizaines de milliers de livres de méthane par heure) et étonnamment petites (jusqu’à des centaines de livres de méthane par heure). Ceci est important car cela permet d’identifier un plus grand nombre de « super émetteurs » – des sources qui produisent des parts disproportionnées des émissions totales.

La nouvelle étude montre comment, sur la base des 30 premiers jours de détection des gaz à effet de serre, EMIT peut observer 60 à 85 % des panaches de méthane généralement observés lors des campagnes aériennes.

Dans un coin reculé du sud-est de la Libye, l’EMIT a découvert le 3 septembre 2022 un panache de méthane qui émettait environ 979 livres (444 kilogrammes) par heure. Il s’agit de l’une des plus petites sources jamais découvertes par l’appareil. Source de l’image : NASA/JPL-Caltech

Comparez avec la détection aéroportée

À plusieurs milliers de pieds au-dessus du sol, les détecteurs de méthane à bord des avions sont les plus sensibles, mais pour garantir qu’un avion soit envoyé, les chercheurs ont besoin d’une indication préalable qu’ils détecteront du méthane. De nombreuses zones ne sont pas examinées car jugées trop éloignées, trop risquées ou trop coûteuses. De plus, les campagnes réalisées couvrent des zones relativement limitées et sur de courtes périodes.

D’autre part, à une altitude d’environ 400 kilomètres sur la station spatiale, EMIT collecte des données sur une large partie de la planète, en particulier les régions arides situées entre 51,6 degrés de latitude nord et sud. Le spectromètre imageur prend des images de la surface avec des dimensions de 80 kilomètres sur 80 kilomètres (80 kilomètres sur 80 kilomètres) – les chercheurs les appellent « scènes » – y compris de nombreuses zones qui étaient autrefois hors de portée des instruments aéroportés.

Robert O. a dit : « Le nombre et la taille des panaches de méthane mesurés par EMIT autour de notre planète sont stupéfiants », a déclaré Green, biochimiste. Laboratoire de propulsion à réaction Chercheur scientifique principal et chercheur principal à l’EMIT.

Cette vidéo en accéléré montre le bras robotique Canadarm2 de la Station spatiale internationale manoeuvrant la mission EMIT de la NASA à l’extérieur de la station. Extrait de EspaceX Le vaisseau spatial Dragon a été lancé vers 17 h 15 (heure du Pacifique) le 22 juillet et s’est achevé à 10 h 15 (heure du Pacifique) le 24 juillet. Certaines parties de l’installation ont été supprimées, tandis que d’autres ont été accélérées. Crédit : NASA

Révéler scène après scène

Pour faciliter l’identification des sources, l’équipe scientifique EMIT crée des cartes des panaches de méthane et les publie sur… site Webavec des données sous-jacentes disponibles au Joint NASA/US Geological Survey Operations Distributed Active Archive Center (Canard LB). Les énoncés de mission sont disponibles pour être utilisés par le public, les universitaires et les organisations.

Depuis que l’EMIT a commencé à collecter des observations en août 2022, il a documenté plus de 50 000 observations. L’outil a détecté une gamme de sources d’émissions dans une région rarement étudiée Sud de l’Ouzbékistan Le 1er septembre 2022, 12 panaches de méthane ont été détectés totalisant environ 49 734 livres (22 559 kg) par heure.

De plus, l’instrument a détecté des panaches beaucoup plus petits que prévu. Elle a été prise dans un coin reculé de Sud-est de la Libye Le 3 septembre 2022, l’une des plus petites sources émettait 979 livres (444 kilogrammes) par heure, sur la base des estimations locales de la vitesse du vent.

Référence : « Attribution de sources individuelles d’émission de méthane et de dioxyde de carbone à l’aide des observations EMIT depuis l’espace » par 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 et Charles E. Miller, le 17 novembre 2023, Avancement de la science.
est ce que je: 10.1126/sciadv.adh2391

En savoir plus sur la mission d’EMIT

EMIT a été sélectionné dans le cadre de l’appel d’offres Earth Venture Instrument-4 au sein de la Division des sciences de la Terre de la Direction des missions scientifiques de la NASA et a été développé au Jet Propulsion Laboratory de la NASA, exploité par le California Institute of Technology à Pasadena, en Californie. Les données des instruments sont disponibles au Earth Operations Distributed Active Archive Center de la NASA pour être utilisées par d’autres chercheurs et par le public.