في عام 2022 ، أطلق مختبر الدفع النفاث التابع لناسا جهاز استشعار من الأقمار الصناعية لرسم خريطة المعادن في المناطق القاحلة للأرض. ولكن هذا ليس كل ما هو مفيد – في دراسة جديدة ، استخدم العلماء الأداة الطيفية لدراسة كميات هائلة من مياه الصرف الصحي تتدفق إلى البحر قبالة ساحل جنوب كاليفورنيا.
في كل عام ، يتم إلقاء ملايين جالون من مياه الصرف الصحي غير المعالجة والمعالجة بشكل غير متجانس في نهر تيخوانا ، ويحملون التلوث من خلال المجتمعات على جانبي الحدود بين الولايات المتحدة والمكسيك قبل الوصول إلى المحيط. في دراسة نشرت في المجلة علم البيئة الكلية، استخدم الباحثون التحقيق في مصدر الغبار المعدني على سطح الأرض (EMIT) ، وهي أداة تصوير فرط الطيف على متن محطة الفضاء الدولية ، لدراسة عمود مياه الصرف الصحي الغثيان في دلتا نهر تيخوانا.
التلوث من مياه الصرف الصحي ليس جميلًا. يمكن أن يجلب مواد كيميائية سامة ، وأزهار الطحالب الضارة ، والبكتيريا غير الودية ، والتي يمكن أن تؤثر على صحة رواد الشاطئ.
يعتمد الناس عادةً على لوحات المعلومات ذات الجودة المائية لإخبارهم عندما يكون من غير الآمن السباحة ، ولكن في كثير من الأحيان تعتمد على عينات ميدانية ، والتي لا تغطي دائمًا المدى الكامل للتلوث. يستغرق جمع هذه العينات أيضًا وقتًا وأموالًا ، خاصة في المناطق الملوثة بشدة.
هذا هو المكان الذي يأتي فيه EMIT. يستخدم التحليل الطيفي للتصوير ، وهي تقنية تجسد المعلومات المكانية والطيفية عن طريق قياس ضوء الشمس المنعكس خارج سطح الأرض. يمكن لكل صورة التقاط مئات الأطوال الموجية لكل بكسل ، مما يمنح العلماء رؤى مفصلة حول التركيب الجزيئي وخصائص المواد لما هو موجود على الأرض.
هذا سمح للباحثين بقياس التوقيع الطيفي لبلوم مياه الصرف الصحي. قارن الباحثون صور الأقمار الصناعية الفائقة الطيفية التي التقطتها SEIT مع أطياف مياه الصرف الصحي غير المعالجة ، ومياه الصرف الصحي المخففة ، ومياه البحر التي تم أخذ عينات منها بالقرب من العمود. كما قارنوا صور Emit مع قراءات من مطياف على الأرض. وجدوا أن المياه ذات تلوث المياه العادمة عالية تنبعث من ميزة طيفية حمراء مميزة يمكن أن تسمح للباحثين بمراقبة مدى التلوث في المستقبل – على الرغم من أن مصدر تلك الميزة لا يزال غير واضح.
يأمل الباحثون أن تكمل البيانات الجهود المبذولة لتجربة جودة المياه بالقرب من فم النهر من خلال إخبار علماء المياه بمكان أخذ العينات.
وقالت كريستين لي ، وهي عالمة في JPL في جنوب كاليفورنيا ، في بيان: “من المدار ، يمكنك النظر إلى الأسفل وترى أن عمود مياه الصرف يمتد إلى أماكن لم ترع عينات منها”. “إنه يشبه التشخيص في مكتب الطبيب الذي يخبرك ،” مهلا ، دعنا نلقي نظرة فاحصة على هذا. “
أثبتت EMIT أيضًا أنها مفيدة لاكتشاف انبعاثات الميثان وثاني أكسيد الكربون من تسرب الغاز ، وتقييم صحة الغابات ، وتقدير معدلات ذوبان الثلج.
الآن ، لدى Emit وظيفة أخرى. وقال إيفا سكريبنر ، طالبة الدكتوراه بجامعة كونيتيكت والمؤلف الرئيسي للدراسة في بيان “حقيقة أن نتائج Emit على الساحل تتفق مع القياسات في هذا المجال أمر مقنع لعلماء المياه”. “إنه أمر مثير حقًا.”