Прилад EMIT NASA, спочатку розроблений для вивчення мінералів у пустелях, тепер виявляє ознаки забруднення стічними водами вздовж узбережжя Південної Каліфорнії з висоти 250 миль над Землею. У новому дослідженні вчені використали гіперспектральну візуалізацію EMIT для виявлення пігментів ціанобактерій у масивному шлейфі стічних вод у гирлі річки Тіхуана. Це відкриття демонструє, як ця космічна технологія може точно визначити шкідливі забруднювачі, які традиційні супутникові інструменти часто пропускають. Зіставивши спектральні дані з наземними випробуваннями, вчені виявили переконливі докази забруднення, яке становить загрозу для здоров’я як людей, так і морських мешканців.
Прилад NASA EMIT виявляє стічні води з космосу
Прилад NASA, спочатку розроблений для вивчення мінералів на суші, тепер виявляє приховані загрози в океані. Вчені виявили, що EMIT — скорочення від Earth Surface Mineral Dust Source Investigation (дослідження джерел мінерального пилу з поверхні Землі) — також може виявляти ознаки стічних вод у прибережних водах. У нещодавньому дослідженні EMIT з дивовижною ясністю виявив забруднення поблизу пляжу Південної Каліфорнії.
Дослідження було зосереджено на великому потоці стічних вод, що стікають з річки Тіхуана, трохи південніше від Імперіал-Біч поблизу Сан-Дієго. Щороку мільйони галонів очищених та неочищених стічних вод стікають цією річкою, перетинаючи кордон між США та Мексикою, проходячи через населені пункти та охоронюваний природний заповідник, перш ніж досягти Тихого океану. Ця забруднена вода може становити серйозну загрозу для здоров’я плавців та серферів, а також стажерів ВМС США. Вона також загрожує морському життю, рибальству та ширшій прибережній екосистемі.
Чому традиційні супутники не бачать повної картини
Протягом десятиліть вчені використовували супутники для відстеження стану океану, такого як шкідливе цвітіння водоростей, аналізуючи зміни кольору води. Яскраві відтінки червоного або зеленого часто сигналізують про наявність водоростей або фітопланктону. Але багато шкідливих бактерій та забруднювачів не проявляються чітко, що ускладнює їх виявлення традиційними інструментами.
EMIT відрізняється. Цей вдосконалений гіперспектральний датчик обертається навколо Землі на Міжнародній космічній станції та фіксує сонячне світло, відбите від планети. Його оптика розщеплює світло на сотні різних кольорових смуг, що набагато більше, ніж у типових супутників. Досліджуючи ці смуги піксель за пікселем, вчені можуть ідентифікувати специфічні «відбитки пальців» різних молекул. Вчені порівняли спостереження EMIT за шлейфом річки Тіхуана зі зразками води, які вони дослідили на землі. Як EMIT, так і наземні прилади виявили спектральний відбиток, що вказує на фікоціанін, пігмент ціанобактерій – організму, який може викликати захворювання у людей і тварин, які його ковтають або вдихають.
«Димлячий пістолет»
Багато відвідувачів пляжів вже знайомі з онлайн-панелями якості води, які часто спираються на зразки, зібрані в польових умовах, сказала Крістін Лі, науковиця з JPL у Південній Каліфорнії та співавторка дослідження. Вона зазначила потенціал EMIT для доповнення цих зусиль.
«З орбіти ви можете подивитися вниз і побачити, як шлейф стічних вод поширюється в місця, з яких ви ще не брали проби», – сказав Лі. «Це як діагностика в кабінеті лікаря, яка каже вам: «Гей, давайте розглянемо це уважніше»».
Провідний автор дослідження Єва Скрівнер, докторантка Університету Коннектикуту, сказала, що отримані результати «демонструють своєрідний «підтверджений доказ» наявності стічних вод у шлейфі річки Тіхуана». Скрівнер, яка керувала дослідженням, працюючи в Університеті штату Сан-Дієго, додала, що EMIT може бути корисним для заповнення прогалин у даних навколо місць інтенсивного забруднення, де традиційний відбір проб води потребує багато часу та грошей.
Розширення ролі EMIT за межами суходолу
Технологія, що лежить в основі EMIT, називається спектроскопією зображення, яку вперше застосували в JPL у 1980-х роках. Спектрометри зображення, розроблені в JPL протягом десятиліть, використовувалися для підтримки різних галузей, від сільського господарства до охорони лісів та пожежогасіння.
Коли EMIT було запущено в липні 2022 року, він був спрямований виключно на scitechdaily. Дані, які ми отримуємо від EMIT, дадуть нам більше розуміння нагрівання та охолодження Землі, а також ролі, яку мінеральний пил відіграє в цьому циклі та пилу в пустельних регіонах Землі. Така ж чутливість дозволила йому виявити пігменти фікоціаніну біля узбережжя Каліфорнії.
Скрівнер не очікувала, що інструмент, спочатку призначений для дослідження суші, зможе розкрити інформацію про воду. «Той факт, що висновки EMIT над узбережжям узгоджуються з польовими вимірюваннями, є переконливим для вчених-водологів», – сказала вона. «Це справді захопливо». Джерело
