Za účelem pomoci výzkumným modelům klimatických efektů má mise Earth Surface Mineral Dust Source Investigation sledovat složení minerálů, ze kterých se stanou částice polétavého prachu. Ty jsou pak větrem hnány přes kontinenty i oceány a mají na svědomí více věcí než jen zamlženou oblohu, podrážděné plíce nebo nános na automobilech. Takzvaný minerální prach, případně pouštní prach může mít vliv na počasí, urychlovat tání sněhu, nebo hnojit rostliny na souši i v oceánech. Částice ze severní Afriky mohou po celé planetě cestovat tisíce kilometrů a na různých místech ovlivňují rozvoj fytoplanktonu, zásobují živinami amazonské deštné pralesy a zahalují některá města závojem, který zároveň pohlcuje a rozptyluje sluneční světlo.

Americký přístroj EMIT (Earth Surface Mineral Dust Source Investigation) by měl v červnu 2022 vyrazit k Mezinárodní kosmické stanice při misi CRS-25 na palubě nákladní lodi Dragon 2. Jeho úkolem je prohloubit vědecké chápání těchto jemných částic hlíny, bahna, či jílu ze světových pouští, ale také prozkoumat, jak ovlivňují klima. Tmavší zrnka, která jsou bohatá na železo, pohlcují sluneční záření a ohřívají okolní vzduch. Oproti tomu světlejší částice bohaté na jíly činí přesný opak. „Odlišné druhy prachových částic mají odlišné vlastnosti. Jsou kyselé, jsou zásadité, jsou světlé, jsou tmavé. Právě to určuje, jak tyto částice reagují se zemskou atmosférou, ale i souší, vodou a organismy,“ vysvětluje Robert O. Green, hlavní vědecký pracovník přístroje EMIT z Jet Propulsion Laboratory v Kaliformii a dodává: „Budeme schopni zmapovat oblasti zdrojů světového prachu a porozumět tomu, jak prach ohřívá i ochlazuje naši planetu, ale i to, jak se to může změnit v různých scénářích budoucího vývoje klimatu.“

Výzkumníci z NASA se dlouho zaměřovali na let těchto částic – taková cesta může trvat hodiny, ale i týdny podle závislosti na velikosti částic. Jejich vliv na atmosféru je zohledněn v klimatických modelech, ovšem zatím stále není jasné, zda má prach v celkovém součtu spíše ohřívací či ochlazovací účinek na planetu, ani jak se tato situace mění v průběhu času. Tato nejistota vychází z nedostatku dat o složení prachových částic. Znalosti, které mají výzkumníci k dispozici, pochází z méně než 5 000 odběrných míst, která se nachází povětšinou v zemědělských oblastech, kde informace o podrobném složení půdy slouží k zemědělským a komerčním účelům. Jelikož v pouštích roste méně plodin, jsou světové oblasti produkující prach zmapovány jen málo. Vědci tedy musí odhadovat složení prachu, aby měly počítačové simulace s čím pracovat. „Běžně v klimatických modelech modelujeme prach jako žlutý – je to jakási průměrná barva všech typů prachu. Ale pokud jste se někdy vypravili do pouštních oblastí, tak víte, že písek není všude úplně stejně barevný,“ říká Natalie Mahowald, zástupkyně hlavního vědeckého pracovníka přístroje EMIT a vědkyně zabývající se stavem Země z Cornellovy univerzity ve městě Ithaka ve státě New York a dodává: „To znamená, že náš předpoklad, že pracujeme s jednotnou barvou prachu po celém světě, ve skutečnosti neodráží to, co se ve skutečnosti děje.“

EMIT by měl tuto situaci zlepšit. Díky své pozici na Mezinárodní kosmické stanici bude mít jeho snímkovací spektrometr ideální rozhled. Tento přístroj, který představuje špičku ve svém oboru, bude mapovat světové zdroje minerálního prachu, sbírat informace o barvě prachových částic a jejich složení. To vše se bude dít v době, kdy se přístroj na oběžné dráze dostane nad suché a vegetací málo zarostlé oblasti. EMIT se zaměří na 10 důležitých variant prachu včetně těch, které obsahují oxidy železa. Jejich tmavě červená barva dokáže způsobit silné ohřívání atmosféry. Znalost toho, jaké druhy prachu převládají na povrchu každého regionu poskytne nové informace o složení částic, které se dostanou do vzduchu a jsou přenášeny na jiná místa. S těmito znalostmi budou moci klimatologové lépe pochopit regionální a globální vliv minerálního prachu na klima.

„V prachových emisích je značná variabilita. Každou sekundu se něco mění kvůli posunům větru či srážek. Pak jsou tu ještě sezónní, každoroční a dlouhodobé změny,“ vypočítává Mahowald a dodává: „EMIT nám poskytne informace o zdrojových oblastech prachu, které pak zkombinujeme s atmosférickými a klimatickými informacemi, abychom mohli vyhodnotit změny v emisích a lépe porozumět tomu, co se v minulosti dělo a také tomu, co se bude dít v budoucnu.“

Spektrometr přístroje EMIT bude zachytávat sluneční záření odražené od zemského povrchu. Toto záření pak bude rozděleno do stovek odlišných svazků podle barev a soubor detektorů citlivých na světlo zachytí jejich úroveň. Zmíněný soubor detektorů má 1 280 sloupců, přičemž každý z nich disponuje 480 prvky. Každý sloupec je v zásadě jedním spektrometrem, který čte barvy na části zemského povrchu o ploše fotbalového hřiště. Společně mohou detektory přístroje naskenovat pruh souše široký 80 kilometrů při rychlosti pohybu více než 7,7 km/s. „Na začátku vědci pracovali s jediným spektrometrem,“ vzpomíná Green a dodává: „Dnes tam posíláme v podstatě 1 280 spektrometrů, z nichž každý bude sbírat stovky měření za sekundu.“ Ve světle těchto čísel se už údaj, že EMIT má během své služby provést více než miliardu měření, nezdá tolik nadsazený. Jelikož má každý typ prachu odlišné vlastnosti odrazu světla, budou vědci schopni určit mineralogické a chemické složení látek na povrchu. Přesnost těchto pozorování udělá z přístroje EMIT jeden z nejsofistikovanějších snímkovacích spektrometrů sledujících Zemi, které se kdy dostaly do kosmického prostoru.

Přeloženo z:
https://www.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
https://d2pn8kiwq2w21t.cloudfront.net/original_images/269.png
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/e2-pia25146-emit-1041.jpg
https://www.nasa.gov/…/image/godzillashot1_1920x1080_60fps_2222.jpg
https://www.nasa.gov/…/files/thumbnails/image/2-pia25145-emit_dust_source_regions.png
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/1-emit_africa_dust.jpg