Avec sa première vue de la Terre, la mission EMIT de la NASA franchit une étape importante vers une meilleure compréhension des effets climatiques de la poussière minérale dans l'atmosphère.
Le 27 juillet 2022, l'EMIT (Earth Surface Mineral Dust Source Investigation) de la NASA, installée sur la Station spatiale internationale du 22 au 24 juillet 2022, a franchi une étape importante en fournissant sa première vue de la Terre (appelée "première lumière"). La mission vise à cartographier la composition de la poussière minérale des régions arides de la Terre afin de mieux comprendre comment la poussière affecte le réchauffement ou le refroidissement du climat.
L'effet de réchauffement climatique des gaz à effet de serre est bien compris, mais il existe une incertitude quant à la quantification des effets climatiques de la poussière minérale émise dans l'atmosphère en raison des mesures limitées de la composition de la poussière.
Poussière minérale, un composant de l'aérosol de poussière du sol (un aérosol est une suspension de particules liquides ou solides dans l'atmosphère, avec des diamètres de particules de l'ordre de 10-9 - 10-3 m.), joue un rôle important dans le système climatique. Afin d'estimer les différents aspects des effets climatiques de la poussière minérale, il est important de connaître son origine, sa concentration et sa distribution dans le monde. Les modélisateurs du climat essaient d'utiliser différents modèles de transport dans lesquels la paramétrisation de l'émission de poussière, sa distribution et ses propriétés d'absorption et de diffusion sont utilisées.
Les données sur les poussières minérales et les modèles sont actuellement limités au niveau régional et ne peuvent pas être résolus à l'échelle mondiale. Jusqu'à présent, il n'existe aucun ensemble de données existant qui puisse décrire tous les aspects du cycle de la poussière minérale dans l'atmosphère globale.
La poussière minérale, qui est une composante majeure de la charge globale en aérosols, peut affecter de manière significative le bilan énergétique du système terrestre directement par absorption et diffusion du rayonnement solaire et thermique et indirectement en interagissant avec les nuages par la formation de noyaux de condensation des nuages (CCN) et en modifiant leur Propriétés. Malgré une compréhension scientifique raisonnablement bonne des processus impliquant les effets des poussières minérales sur le système climatique, il existe une énorme incertitude dans l'estimation des effets climatiques directs et indirects des poussières minérales, en particulier à l'échelle mondiale. Une perturbation du bilan radiatif causée par la poussière minérale est décrite en termes de forçage radiatif de la poussière (mesuré en W/m2) est un changement net (vers le haut) du flux de rayonnement causé par les aérosols de poussière minérale. Ainsi, tout changement dans la charge de poussière minérale dans l'atmosphère modifiera le bilan radiatif d'une région et peut entraîner un différentiel de chauffage/refroidissement affectant le système de circulation global et le climat. Le forçage radiatif dû aux poussières minérales dépend de plusieurs propriétés de la poussière, par exemple ses propriétés optiques (indice de réfraction), sa composition chimique, sa taille, sa forme, sa distribution verticale et horizontale, sa capacité de mélange avec d'autres particules, l'humidité, etc. poussière minérale dans l'atmosphère, mais son dépôt à la surface a également des conséquences importantes car il peut modifier l'albédo de surface (le pouvoir réfléchissant de la surface) et affecter le taux de fonte des glaciers et des calottes glaciaires polaires.
C'est dans ce contexte que les mesures de poussières minérales EMIT sont assez significatives. Cela comblera non seulement le fossé dans nos connaissances, mais fournira également l'ensemble de données mondiales indispensable qui aidera les modélisateurs à comprendre et à paramétrer les effets de la poussière dans les modèles climatiques.
Les mesures d'EMIT révéleront les compositions et la dynamique des minéraux dans la poussière autour de l'atmosphère globale. En une seconde seulement, le spectromètre imageur de l'EMIT de la NASA est capable de capturer des centaines de milliers de spectres de lumière visible et infrarouge produits par diffusion/réflexion de particules de poussière minérale et de produire des empreintes digitales spectrales de la région de la Terre. Sur la base de la couleur (longueur d'onde) du spectre, différents composants tels que le sol, les roches, la végétation, les forêts, les rivières et les nuages peuvent également être identifiés. Mais l'objectif principal de la mission serait de mesurer les minéraux dans l'atmosphère produits par les régions productrices de poussière arides et semi-arides du monde. Cela permettrait éventuellement de mieux comprendre l'impact des poussières minérales sur le climat et de développer un meilleur modèle climatique.
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Sources:
- JPL 2022. Le détecteur de poussière minérale de la NASA commence à collecter des données. Publié le 29 juillet 2022. Disponible en ligne sur https://www.jpl.nasa.gov/news/nasas-mineral-dust-detector-starts-gathering-data?utm_source=iContact&utm_medium=email&utm_campaign=nasajpl&utm_content=Latest-20220729-1
- JPL 2022. EMIT Earth Surface Mineral Dust Source Investigation – Objectifs. Disponible en ligne sur https://earth.jpl.nasa.gov/emit/science/objectives/
- RO Green et al., "L'enquête sur la source de poussière minérale de surface de la Terre : une mission de spectroscopie d'imagerie des sciences de la Terre", Conférence aérospatiale IEEE 2020, 2020, pp. 1-15, DOI : https://doi.org/10.1109/AERO47225.2020.9172731
- Aérosols. Disponible en ligne sur https://www.sciencedirect.com/topics/earth-and-planetary-sciences/aerosol
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