矿物粉尘（mineral dust）是大气气溶胶的一种，来源于土壤中矿物的悬浮，主要由各种氧化物和碳酸盐组成。它是大气中最丰富的自然气溶胶之一，对气候、生物地球化学循环、人类健康和海洋生产力都有重要影响。
人类活动导致约25%的 airborne dust，即大气颗粒物负荷。这一比例来自土地开垦、荒漠化、过度放牧、水资源利用和工业活动对地表稳定性的破坏。
撒哈拉沙漠是矿物粉尘的主要来源。粉尘随后横跨地中海，在地中海地区形成"雨尘"，并越过加勒比海进入南美洲北部、中美洲、北美洲东部和欧洲。此外，它对亚马逊雨林的养分输入具有重要作用。
戈壁沙漠是大气粉尘的另一个来源，影响东亚和北美洲西部。春季，戈壁和蒙古南部的地表粉尘被盛行风抬升，形成"亚洲尘"，向东越过中国、韩国和日本，有时可到达美国西部。
矿物粉尘主要由构成地壳的氧化物和碳酸盐组成，氧化物包括二氧化硅、氧化铝、氧化铁、氧化钙等，碳酸盐包括碳酸钙和碳酸镁。粉尘的矿物学组成在大气科学中通常称为"矿物学成分"，它影响多种物理和化学过程。
例如，含铁的氧化物会影响粉尘的光学性质，进而影响气候；次要组分则可能改变粉尘作为云凝结核的作用。粉尘中的黏土矿物、石英、方解石、长石、云母和铁氧化物具有不同的吸湿性、折射率和化学反应活性，因此同一质量浓度的粉尘在不同来源和不同大气条件下可能产生不同的辐射强迫。
全球矿物粉尘排放量估计为每年10亿至50亿吨，其中最大部分来自沙漠。虽然这类气溶胶通常被认为是自然来源，但估计约四分之一的矿物粉尘排放可归因于人类活动，主要通过荒漠化和土地利用变化。近期研究还表明，大颗粒即粗粉尘的比例可能高于此前的认识，因此总排放量也可能更高。
高浓度粉尘可能对呼吸系统疾病患者造成问题。粉尘云还会使日落更加多彩，因为细颗粒散射蓝光而让红橙光通过。
撒哈拉是地球上矿物粉尘的主要来源，每年约6000万至2亿吨。撒哈拉粉尘可被热沙漠上空的 convection 抬升到很高高度，然后由风在全球范围输送，覆盖数千公里。
粉尘与撒哈拉极端干热空气结合，常形成称为"撒哈拉空气层"的大气层，对热带天气产生显著影响，尤其是干扰飓风的发展。撒哈拉空气层中的干热空气和粉尘共同抑制云的发展和热带气旋的增强。
撒哈拉粉尘跨大西洋进入加勒比海和佛罗里达的输送量年际变化很大。有些年份，非洲粉尘沿着美国东海岸大部分地区可见。由于信风，热带大西洋中可出现很高浓度的矿物粉尘，到达加勒比海，并偶尔输送到地中海地区。
撒哈拉羽流在穿过北非和东北大西洋时，可形成"伊比鲁石"（iberulites），这是一种特殊的对流层气溶胶集合体，常到达地中海周边和西欧。在地中海地区，撒哈拉粉尘是浮游植物和其他水生生物的重要养分来源。
撒哈拉粉尘携带真菌 Aspergillus sydowii 等微生物。随粉尘落入加勒比海的曲霉菌可能感染珊瑚礁，引起海扇病即曲霉病。粉尘事件还与加勒比地区儿童哮喘发作率增加有关。自1970年以来，由于非洲干旱期，粉尘爆发有所加剧。粉尘事件与加勒比和佛罗里达珊瑚礁健康下降有关，主要始于1970年代。
根据 NASA 的一篇文章，NASA 卫星显示，"粉尘的冷却效应是2005年6月至2006年北大西洋海表温度下降的三分之一的原因，可能 contributed to 两个季节飓风活动的差异"。2006年只有5个飓风，而2005年有15个。
已知形成飓风的主要因素之一是海洋表面的暖水温度。证据表明，撒哈拉沙漠的粉尘使2006年的地表温度比2005年更低，从而抑制了飓风活动。粉尘通过遮挡阳光和冷却海表，减少大气中的对流能量，进而影响热带气旋的生成和强度。
在东亚，春季起源于戈壁沙漠（蒙古南部和中国北部）的矿物粉尘事件形成"亚洲尘"现象。气溶胶被盛行风向东输送，经过中国、韩国和日本，有时可到达美国西部。
受亚洲尘影响的地区能见度下降，并出现健康问题，如咽喉痛和呼吸困难。然而，亚洲尘的影响并非严格负面，因为其沉降被认为能为土壤补充重要的微量矿物质。
一项分析到达科罗拉多亚洲尘事件组成的美国研究，将其与一氧化碳的存在联系起来，一氧化碳可能在气团经过亚洲工业化地区时混入。尽管戈壁沙漠的沙尘暴在历史上时有发生，但由于农业压力加剧和荒漠化，它们在20世纪后半叶成为显著问题。
矿物粉尘来自北美大陆的多个源区，包括西南部、大平原和阿拉斯加。在西南部，粉尘影响人类健康、能见度、湖泊生产力和落基山脉的融雪速率。自19世纪初以来，粉尘沉降相比自然背景显著增加，原因是人类活动加剧。
干旱和半干旱地区天然容易产生粉尘排放。土壤湿度是控制粉尘排放的重要变量，植被覆盖、风速和土壤类型也起作用。基于现代观测的若干研究表明，在粉尘循环的每个阶段，从排放到大气负荷再到沉降，粉尘与干旱条件之间存在正相关，即干旱加剧会增加粉尘。
然而，基于古记录（如湖泊沉积物）并专门研究特大干旱的研究，结果既有粉尘沉积增加，也有无变化。Routson 的研究显示特大干旱期间沉积增加，但使用的是受沉积速率影响的粉尘浓度指标，而不是堆积速率。该研究改用粉尘堆积速率后发现，干旱年份和特大干旱期间的粉尘沉积与正常水文气候条件下没有差异。相反，他们发现粉尘沉积更可能受输送机制和沉积物供给控制，而不是受水文气候控制。类似地，Arcusa 在多十年和百年尺度上未发现干旱期间粉尘沉积更高的证据，并发现沉积物供给起关键作用，这体现在1800年代因土地扰动加速而使沉积增加60%。
矿物粉尘通过散射和吸收太阳辐射、改变云微物理性质和影响海表温度，对气候产生直接和间接影响。含铁粉尘沉降到海洋后，可以促进浮游植物生长，进而影响海洋碳循环，这一过程被称为"铁施肥"。粉尘还为热带雨林和海洋生态系统提供磷、铁、钙等养分，是连接陆地、大气和海洋的重要物质通量。
粉尘的环境影响具有双重性：一方面，它携带过敏原、病原体和污染物，危害呼吸健康；另一方面，它是全球生物地球化学循环的重要组成部分，维持着远离陆地的生态系统的生产力。理解粉尘的来源、输送路径和沉降通量，对于气候预测、公共健康和生态系统管理都具有重要意义。
矿物粉尘的矿物组成取决于源区地质和风化条件。沙漠粉尘通常富含石英、长石、云母、黏土矿物、方解石、白云石和铁氧化物，部分地区还含石膏、岩盐和重矿物。黏土矿物包括伊利石、蒙脱石、高岭石和绿泥石，它们影响粉尘的吸湿性、光学性质和化学反应性。铁氧化物和含铁黏土是粉尘吸收短波辐射、影响海洋铁施肥的关键组分。
粉尘源区包括沙漠、干旱湖床、冲积扇、冰川沉积物和受扰动农田。撒哈拉、阿拉伯半岛、中亚、戈壁、澳大利亚内陆和北美西南部是主要源区。源区的地表粒度、植被覆盖、土壤湿度和风场决定粉尘的起沙通量，而大尺度气候模式如厄尔尼诺、北大西洋涛动和季风变化会影响源区干旱和粉尘输送。
矿物粉尘是 PM10 和 PM2.5 的重要自然组分。粗颗粒主要沉积在上呼吸道，细颗粒可深入肺部并进入血液循环。粉尘事件与哮喘、慢性阻塞性肺病、心血管疾病和呼吸道感染的风险增加有关，尤其在儿童、老年人和已有呼吸系统疾病的人群中。粉尘还可能携带花粉、真菌孢子、细菌和内毒素，增强过敏和炎症反应。
粉尘降低能见度，影响航空、公路交通和太阳能发电。沙尘暴可关闭机场、中断交通并增加交通事故风险。城市空气质量监测需要区分自然粉尘和人为颗粒物，以便采取针对性的健康预警和污染控制措施。
粉尘监测结合地面站、卫星遥感和数值模型。AERONET 等地面太阳光度计网络提供气溶胶光学厚度和粒径信息，卫星传感器如 MODIS、VIIRS 和 CALIPSO 提供全球粉尘输送图像，模型则模拟起沙、输送和沉降过程。沙尘预报中心向公众发布预警，帮助学校、医院和交通部门提前应对。
粉尘研究仍面临挑战，包括源区排放参数的不确定性、粗颗粒输送的模拟误差、云与粉尘相互作用的复杂性，以及长期趋势的检测。改进观测网络、发展高分辨率模型和开展跨学科研究，是提高粉尘预测和风险评估能力的关键。
矿物粉尘对海洋和陆地生态系统具有长期影响。撒哈拉粉尘跨大西洋输送的磷和铁支撑着亚马逊雨林和热带大西洋浮游植物的生产力；亚洲粉尘沉降为东亚和太平洋部分海域补充微量营养；北美粉尘则影响高山湖泊和落基山土壤。粉尘沉降还可能改变湖泊营养状态、土壤盐分和植被组成，尤其在贫营养生态系统中作用明显。
历史上，沙尘事件与干旱、土地开垦和沙尘暴频发密切相关。20世纪30年代北美"黑尘暴"、中国北方的沙尘天气和非洲萨赫勒地区的干旱都说明，人类土地利用可以显著改变粉尘通量。冰芯、湖泊沉积和黄土记录显示，粉尘沉积在冰期—间冰期尺度上也有大幅波动，是古气候和古环境研究的重要指标。
粉尘还可以作为示踪剂，帮助识别大气环流路径、污染物的长距离输送和海洋沉积物来源。火山灰、工业颗粒和生物质燃烧颗粒与矿物粉尘的混合，会改变气溶胶的吸湿性、酸性和光学性质，进而影响云滴形成和降水。未来研究需要更细致地区分自然粉尘与人为颗粒，并评估气候变化对源区排放和输送路径的反馈。