地球表面的礦物塵埃是重要的氣候因素，可以反射或吸收太陽的輻射，影響大氣和地球表面的溫度。 然而，由於缺乏關於礦物塵埃來源區域的準確資訊，科學家很難準確評估它們在氣候變化中的作用。 為了解決這個問題，美國國家航空航天局 （NASA） 於 2022 年啟動了一項名為 EMIT 的任務，使用成像光譜儀對地球乾旱地區的國際空間站 （ISS） 的礦物塵埃進行高解像度觀測。 EMIT是地球表面礦物塵埃來源調查的縮寫，是由美國宇航局位於南加州的噴氣推進實驗室（JPL）開發的一種創新儀器，它根據不同礦物反射和吸收光的方式識別地球表面的礦物成分。 這項任務滿足了氣候科學家獲得地球表面礦物成分更詳細的資訊的重要需求，也為其他領域的研究提供了新的資料來源。
EMIT任務的主要目標是繪製地球乾旱地區10種關鍵礦物的分布圖，這些礦物在沙塵暴中懸浮到空氣中時會影響氣候。 這些礦物包括赤鐵礦、鵝鐵礦、高嶺石、石英、方解石、白雲石、綠泥石、蒙脫石、伊利石和長石。 EMIT 使用截至 2023 年 11 月的資料建立了第一張地球乾旱地區赤鐵礦、鵝鐵礦和高嶺石的全球地圖。 這三種礦物是該任務研究的10種關鍵物質之一，這些物質被認為會影響氣候變化。 赤鐵礦是一種富含氧化鐵的礦物，其顏色從紅色到棕色不等，它吸收太陽的能量，使周圍的空氣變暖。 葛色是一種含有硫化鐵的礦物，顏色從黃色到棕色不等，它也可以吸收太陽的能量，但不如赤鐵礦那麼強烈。 高嶺石是一種白色或灰色的粘土礦物，可以反射太陽的能量並冷卻空氣。
EMIT 從大約 250 英里（410 公里）的高度測量地球表面，並掃瞄地面上的地質學家或飛機攜帶的儀器無法測量的廣闊區域，但它有效地實現了相同的細節水平。 EMIT 的成像光譜儀可以捕獲 242 種不同波長的光，從可見光到近紅外線，可以表徵表面的礦物。 EMIT的資料解像度為30公尺，這意味著它可以區分足球場大小的區域內的礦物差異。 迄今為止，該任務已在其研究區域拍攝了超過55,000張影象"場景"地球表面的 50 x 50 英里（80 x 80 公里）影象，包括地球中部 6,900 英里（11,000 公里寬）區域內的乾旱地區。 總而言之，這些場景包括數十億次測量，足以繪製地球表面的組成。
EMIT任務的資料不僅將幫助科學家了解礦物在地表的分布，還將幫助他們評估礦物塵埃對氣候和生態系統的影響。 礦物塵埃是一種重要的氣溶膠，可以直接或間接影響地球的能量平衡。 直接撞擊是指礦物塵埃可以反射或吸收太陽的輻射，從而影響大氣和地球表面的溫度。 間接影響是指礦物塵埃會影響雲的形成和性質，從而影響降水和輻射。 然而，目前尚不清楚這些效應是否會產生淨變暖或淨降溫效應。 這取決於礦物塵埃的成分、大小、形狀、分布和光學特性，以及它們與其他氣溶膠和雲的相互作用。 EMIT任務首次提供了地球塵埃源區域的礦物圖，使科學家能夠模擬這些顆粒在氣候變化中的作用。
紐約州伊薩卡市康奈爾大學的地球系統科學家、EMIT的副首席研究員Natalie Mahowald說："我們將把新地圖放入我們的氣候模型中。 由此，我們將知道氣溶膠吸收熱量和反射熱量的比例比我們過去知道的要大得多。 "她還表示，EMIT的資料可以幫助科學家更好地了解礦物塵埃對雲的影響，因為不同的礦物塵埃可以充當雲凝結核，促進或抑制雲的形成。 此外，EMIT的資料還可以幫助科學家評估礦物塵埃對地球輻射強迫的不確定性，這是衡量氣候變化的指標。
除了使用EMIT的礦物資料來改進地球的氣候建模外，科學家們還可以利用這些資訊來研究塵埃對塵埃落下的生態系統的影響。 有確鑿的證據表明，沉積在海洋中的顆粒會刺激浮游植物大量繁殖，從而對水生生態系統和地球的碳迴圈產生影響。 科學家還發現，源自南美洲安第斯山脈以及北非和撒哈拉沙漠的礦物塵埃也對亞馬遜雨林的生長和生物多樣性產生重要影響，因為它們可以為貧瘠的土壤提供養分。 EMIT的資料可以幫助科學家量化這些過程，並評估未來氣候變化對它們的影響。
EMIT任務展示了成像光譜學的潛力 EMIT任務不僅為氣候科學提供了有價值的資料，而且還展示了成像光譜學的潛力。 成像光譜儀是一種能夠同時測量多個波長的光，揭示物質的化學和物理性質的儀器。 EMIT是第乙個使用成像光譜儀從國際空間站觀察地球表面的任務，其解像度和覆蓋範圍比以前的任何類似任務都高。 EMIT的成像光譜儀由位於南加州的NASA噴氣推進實驗室（JPL）開發，是一種創新儀器，可根據不同礦物反射和吸收光的方式識別地球表面的礦物成分。 EMIT的資料將免費提供給廣泛的研究人員，也為未來的表面生物學和地質學（SBG）衛星任務奠定了基礎，作為NASA地球系統天文台的一部分，該天文台是一組旨在應對氣候變化的任務。
EMIT首席研究員兼JPL高階研究科學家Robert Green表示：“EMIT任務是成像光譜技術的乙個里程碑，為我們提供了前所未有的地球表面細節，這對於理解氣候變化的原因和後果至關重要。 我們希望EMIT的資料能夠激發更多的科學探索，也為我們的星球提供更多的保護。 EMIT繪製了全球礦物粉塵源區域的地圖