Transportado por el viento a través de continentes y océanos, el polvo hace más que nublar el cielo, congestionar los pulmones y dejar una película en los parabrisas. También conocido como polvo mineral o polvo del desierto, puede influir en las condiciones meteorológicas, acelerar el deshielo y fertilizar las plantas en los suelos y en el océano. Las partículas provenientes del norte de África pueden viajar miles de kilómetros por todo el mundo, provocando floraciones de fitoplancton, sembrando nutrientes en las selvas amazónicas y cubriendo algunas ciudades estadounidenses con un velo de arena, al tiempo que absorben y dispersan la luz solar.

La misión Investigación de las Fuentes de Polvo Mineral en la Superficie de la Tierra (EMIT, por sus siglas en inglés) de la NASA, que se lanzará en junio de 2022, tiene como objetivo profundizar la comprensión de los investigadores acerca de estas micropartículas de suelo, limo y arcilla de los desiertos de la Tierra y, en última instancia, de cómo afectan al clima.

El polvo más oscuro y rico en hierro absorbe el calor del Sol y calienta el aire circundante, mientras que las partículas de color más claro, ricas en arcilla, hacen lo contrario. “Diferentes tipos de polvo tienen diferentes propiedades —son ácidos, son básicos, son de color claro, son oscuros— que determinan cómo las partículas interactúan con la atmósfera de la Tierra, así como con sus suelos, sus aguas y sus organismos”, dijo Robert O. Green, investigador principal de EMIT y científico de larga data en el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL, por sus siglas en inglés) de la NASA en el sur de California.

Con los datos de EMIT, agregó, “estaremos en camino de crear un mapa de las regiones del mundo donde se genera el polvo y comprender cómo el polvo calienta y enfría el planeta, y de como cómo eso podría cambiar en escenarios climáticos futuros”.

Los investigadores de la NASA y de otros lugares se han centrado durante mucho tiempo en el vuelo del polvo, un viaje que puede durar horas o semanas, dependiendo del tamaño de las partículas. Su impacto atmosférico está incluido en los modelos climáticos, pero no está claro si el polvo tiene un efecto de calentamiento o enfriamiento neto en el planeta, y cómo esto va cambiando con el tiempo.

La incertidumbre proviene de la falta de datos sobre la composición del polvo, dijo Natalie Mahowald, investigadora principal adjunta de EMIT y científica del sistema de la Tierra en la Universidad de Cornell en Ithaca, Nueva York. El conocimiento que tienen los investigadores proviene de menos de 5.000 sitios de muestreo que se encuentran principalmente en áreas agrícolas, donde la información detallada de los suelos puede servir para fines agrícolas o comerciales.

Debido a que en los desiertos existen pocos cultivos, las regiones productoras de polvo del mundo tienden a estar submuestreadas, por lo que los científicos deben hacer suposiciones sobre cuál es la composición del polvo en sus simulaciones informáticas, que combinan datos del suelo, el agua y el aire para modelar los cambios climáticos.

“Normalmente, en los modelos climáticos, modelamos el polvo como amarillo —el color promedio de todos los tipos de polvo—, pero quien haya ido alguna vez a una región desértica, sabrá que la arena no es de un solo color”, dijo Mahowald. “De modo que esta suposición de que es uniforme en todo el mundo no refleja lo que sucede en la realidad”.

Un mapa de los orígenes del polvo

EMIT debería mejorar ese escenario. Desde su posición elevada a bordo de la Estación Espacial Internacional, el espectrómetro de imágenes de última generación creará un mapa de las fuentes de polvo mineral en el mundo, reuniendo información sobre el color y la composición de las partículas a medida que el instrumento orbita sobre regiones secas y escasamente vegetadas.

EMIT se centrará en 10 variedades importantes de polvo, incluidas las que contienen óxidos de hierro, cuyos tonos rojos oscuros pueden causar un calentamiento importante de la atmósfera. Saber qué tipo de polvo prevalece en la superficie de cada región proporcionará nueva información sobre la composición de las partículas que se levantan y son transportadas por el aire.

Con estos conocimientos, los científicos del clima pueden perfeccionar su comprensión de los efectos climáticos regionales y globales del polvo mineral.

“Existe una gran variabilidad en las emisiones de polvo: cada segundo hay cierta variabilidad debido a los cambios en el viento o la lluvia; y hay una variabilidad estacional, anual y a largo plazo”, dijo Mahowald. “EMIT proporcionará información sobre las regiones donde se origina el polvo, que combinamos con otra información atmosférica y climática para evaluar los cambios en las emisiones y comprender mejor lo que ha estado sucediendo en el pasado y lo que sucederá en el futuro”.

Más de mil millones de mediciones

El espectrómetro de EMIT recibe el reflejo de la luz solar desde la Tierra, luego lo divide en cientos de colores distintos y lo registra en una cuadrícula de detectores de luz. La cuadrícula tiene 1.280 columnas, cada una con 480 elementos, y cada columna es efectivamente su propio espectrómetro, que lee los colores de un terreno en la superficie de la Tierra del tamaño de un campo de fútbol. Juntos, los detectores del instrumento pueden escanear una franja de tierra de 80 kilómetros (50 millas) de ancho, a una velocidad de más de 7 kilómetros (4,4 millas) por segundo.

“Al principio, los científicos trabajaban con espectrómetros individuales”, dijo Green. “Ahora vamos a llevar de manera eficaz 1.280 espectrómetros sobre la superficie de la Tierra, y cada uno hará cientos de mediciones por segundo”.

EMIT realizará más de mil millones de nuevas mediciones durante su misión. Debido a que cada tipo de polvo tiene una firma única para reflejar la luz, los investigadores podrán determinar la composición mineral y química de las sustancias sobre la superficie.

La precisión de esas observaciones hará que el instrumento EMIT sea uno de los espectrómetros de generación de imágenes orientados a la Tierra más sofisticados que se haya lanzado al espacio.

Más acerca de la misión

EMIT está siendo desarrollado en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, que es administrado para la agencia por Caltech en Pasadena, California. Será lanzado desde el Centro Espacial Kennedy en Florida a la Estación Espacial Internacional a bordo de la 25.a misión de servicios de reabastecimiento comercial de SpaceX para la NASA. Una vez que EMIT comience sus operaciones, sus datos serán entregados al Centro de Archivos Activos Distribuidos de Procesos Terrestres (DAAC, por sus siglas en inglés) de la NASA para que su uso esté disponible para otros investigadores y el público.

Para obtener más información (en inglés) sobre la misión, visita el sitio web: https://earth.jpl.nasa.gov/emit/