塵埃被風吹過大陸和海洋，這不僅僅讓天空變得朦朧、讓肺部充血，而且還會在擋風玻璃上留下一層薄膜。另外，它被稱為礦塵或沙塵，它會影響天氣、加速融雪並使陸地和海洋中的植物受精。

來自北非的顆粒可以在全球範圍內旅行數千英里、引發浮游植物的大量繁殖、為亞馬遜雨林提供營養並為一些美國城市披上一層砂礫的面紗並同時吸收和散射陽光。

NASA的地球表面礦物塵源調查(EMIT)任務將於2022年6月發射。該任務旨在加深研究人員對這些來自地球沙漠的土壤、淤泥和粘土的細小顆粒的了解並最終了解它們如何影響我們星球的氣候。

據了解，顏色較深、富含鐵的塵埃會吸收太陽的熱量，從而使周圍的空氣變暖，而顏色較淺、富含粘土的顆粒則起相反的作用。來自EMIT的主要研究者、南加州NASA噴氣推進實驗室的長期研究人員Robert O. Green指出：“不同種類的塵埃擁有不同的特性–它們是酸性的，它們是鹼性的，它們是淺色的，它們是深色的–這些特性決定了粒子如何跟地球的大氣及土地、水和生物體相互作用”。另外，他還補充稱，有了EMIT的數據，他們將走上繪製世界塵埃源地區地圖的軌道並了解塵埃如何加熱和冷卻地球及在未來氣候情況下可能發生的變化。

NASA和其他地方的研究人員長期以來一直關注塵埃的飛行–根據顆粒大小，這一旅程可能跨越數小時或數週。它對大氣的影響包括在氣候模型中，但仍不清楚塵埃是否對地球有淨的變暖或變冷的影響–以及這一點是如何隨時間變化的。

EMIT副首席調查員、紐約伊薩卡康奈爾大學的地球系統科學家Natalie Mahowald自出，這種不確定性來自於缺乏關於灰塵組成的數據。研究人員所擁有的知識來自於不到5000個採樣點，而這些採樣點大多在農業區，那裡的詳細土壤信息可以為農業或商業目的服務。由於很少有農作物生長在沙漠中，世界上的產塵地區往往沒有得到充分的採樣，所以科學家們必須在他們的計算機模擬中假設塵埃的成分。據悉，這些模擬結合了土地、水和空氣數據來模擬氣候變化。

Mahowald說道：“通常在氣候模型中，我們把灰塵模擬成黃色–所有類型的灰塵的平均顏色–但如果你曾經去過一個沙漠地區你會知道沙子並不全是一種顏色。所以這種假設，即它在全球範圍內是統一的並不反映現實中的情況。”

繪製塵埃的起源圖

EMIT應該會改善這種情況。從國際空間站上的棲息地，這個最先進的成像光譜儀將繪製世界上的礦塵源，當儀器在乾燥、植被稀少的地區上空運行時收集有關顆粒顏色和成分的信息。

據了解，EMIT將專注於10種重要的塵埃，這包括那些含有氧化鐵的塵埃，其暗紅色的色調會導致大氣層的強烈升溫。了解在每個地區的表面盛行哪種塵埃將提供關於在空氣中提升和運輸的顆粒的組成的新信息。有了這些數據和信息，氣候科學家才能加深他們對礦物灰塵的區域和全球氣候影響的理解。

Mahowald表示：“粉塵排放有很大的變異性–每秒鐘都有一些由於風或雨的轉變而產生的變異，而且有季節性、年度性和長期性的變異。EMIT將提供有關塵埃來源區域的信息，我們將其跟其他大氣和氣候信息相結合以評估排放的變化，另外還能更好地了解過去發生了什麼以及未來會發生什麼。”

超十億次的測量

EMIT的光譜儀接收從地球上反射的太陽光，然後將其分為數百種不同的顏色，最終記錄在一個光探測器的網格上。這個網格有1280個柱子，每個柱子有480個元素，每個柱子實際上都是它自己的光譜儀，它們負責讀取地球表面一個足球場大小的區域的顏色。該儀器的探測器一起可以掃描50英里（80公里）寬的土地，掃描速度超過4.4mph（7km/h）。

“一開始，科學家們用單一的光譜儀工作。現在我們將有效地在地球表面飛行1280個光譜儀，而每個光譜儀每秒可以收集數百個測量值，”Green說道。

EMIT在其任務期間將提供超過10億個新的測量值。由於每種塵埃類型都有獨特的光反射特徵，研究人員將能確定表面物質的礦物和化學成分。

這些觀察的精確度將使EMIT的儀器成為有史以來被送入太空的最複雜的面向地球的成像光譜儀之一。

關於該任務的更多信息

EMIT正在NASA的噴氣推進實驗室開發。它計劃從佛羅里達州肯尼迪航天中心發射到國際空間站，這是SpaceX為NASA執行的第25次商業補給服務任務。一旦EMIT開始運行，其數據將被送到NASA土地流程分佈式主動存檔中心以供其他研究人員和公眾使用。