Une enquête satellite montre les hotspots côtiers de Californie en train de couler

Une majorité de la population mondiale vit sur des terres basses près de la mer, dont certaines devraient submerger d’ici la fin du 21e siècle en raison de l’élévation du niveau de la mer.

La grandeur la plus pertinente pour évaluer les impacts du changement du niveau de la mer sur ces communautés est l’élévation relative du niveau de la mer – le changement d’altitude entre la hauteur de la surface de la Terre et la hauteur de la surface de la mer. Pour un observateur debout sur la côte, l’élévation relative du niveau de la mer est le changement net du niveau de la mer, qui comprend également l’élévation et la chute de la terre sous les pieds de l’observateur.

Désormais, en utilisant des mesures précises du radar à ouverture synthétique interférométrique (InSAR) basé sur satellite de pointe, capable de détecter l’élévation et la chute de la surface terrestre avec une précision millimétrique, une équipe de recherche de l’Arizona State University a, pour la première fois, suivi mouvement terrestre vertical de toute la côte californienne.

Ils ont identifié des points chauds locaux de la côte en déclin, dans les villes de San Diego, Los Angeles, Santa Cruz et San Francisco, avec une population combinée de 4 à 8 millions de personnes exposées à un affaissement rapide des terres, qui subiront des inondations plus importantes. risque au cours des décennies précédant l’élévation prévue du niveau de la mer.

«Nous avons inauguré une nouvelle ère de cartographie côtière avec des détails et une résolution plus de 1000 fois plus élevés que jamais auparavant», a déclaré Manoochehr Shirzaei, qui est le chercheur principal du projet financé par la NASA. «Les détails sans précédent et la précision submillimétrique résolus dans notre jeu de données de mouvement vertical des terres peuvent transformer la compréhension des changements naturels et anthropiques du niveau relatif de la mer et des risques associés.

Les résultats ont été publiés dans le numéro de cette semaine de Progrès scientifiques.

L’équipe de recherche comprenait l’étudiant diplômé et auteur principal Em Blackwell, et les professeurs Manoochehr Shirzaei, Chandrakanta Ojha et Susanna Werth, tous de l’École d’exploration de la Terre et de l’espace de l’ASU (Werth a une double nomination à l’École de géographie et d’urbanisme).

Em Blackwell avait un vif intérêt pour la géologie et, lorsque Blackwell a commencé ses études supérieures, les applications d’InSAR les ont incités à poursuivre ce projet. L’InSAR utilise le radar pour mesurer le changement de distance entre le satellite et la surface du sol, produisant des cartes de déformation très précises de la surface de la Terre à une résolution de 10 s sur une étendue spatiale de 100 s.

L’affaissement des terres peut se produire en raison de processus naturels et anthropiques ou d’une combinaison de ceux-ci. Les processus naturels comprennent la tectonique, l’ajustement isostatique glaciaire, la charge sédimentaire et le compactage du sol. Les causes anthropiques comprennent l’extraction des eaux souterraines et la production de pétrole et de gaz.

En 2005, environ 40 millions de personnes étaient exposées à un risque d’inondation côtière sur 100 ans, et d’ici 2070, ce nombre augmentera de plus de trois fois. La valeur des propriétés exposées aux inondations augmentera à environ 9% du produit intérieur brut mondial projeté, les États-Unis, le Japon et les Pays-Bas étant les pays les plus exposés. Ces estimations d’exposition reposent souvent uniquement sur les projections de l’élévation moyenne du niveau de la mer dans le monde et ne tiennent pas compte du mouvement vertical des terres.

L’étude a mesuré l’ensemble de la côte californienne de 1350 kilomètres de long de 2007 à 2018, compilant des milliers d’images satellite au fil du temps, utilisées pour créer une carte de mouvement terrestre vertical avec 35 millions de pixels à une résolution d’environ 80 m, comprenant une large gamme de taux de soulèvement et d’affaissement côtier. Les décideurs des communautés côtières et le grand public peuvent télécharger gratuitement les données (lien dans les données supplémentaires).

Les quatre zones métropolitaines les plus touchées dans ces zones comprenaient San Francisco, Monterey Bay, Los Angeles et San Diego.

« La grande majorité du périmètre de la baie de San Francisco subit un affaissement avec des taux atteignant 5,9 mm / an », a déclaré Blackwell. « Notamment, l’aéroport international de San Francisco diminue avec des taux plus rapides que 2,0 mm / an. La région de la baie de Monterey, y compris la ville de Santa Cruz, s’enfonce rapidement sans aucune zone de soulèvement. Les taux d’affaissement pour cette zone atteignent 8,7 mm / La région de Los Angeles montre un affaissement le long de petites zones côtières, mais la majeure partie de l’affaissement se produit à l’intérieur des terres. « 

Les zones de soulèvement des terres comprenaient le nord de la baie de San Francisco (3 à 5 mm / an) et le centre de la Californie (même taux).

À l’avenir, dans les décennies à venir, la population côtière devrait atteindre plus d’un milliard de personnes d’ici 2050, en raison de la migration vers les côtes. Le risque d’inondation futur auquel ces communautés seront confrontées est principalement contrôlé par le taux d’élévation relative du niveau de la mer, à savoir la combinaison de l’élévation du niveau de la mer et du mouvement vertical des terres. Il est essentiel d’inclure l’affaissement des terres dans les projections régionales qui sont utilisées pour identifier les zones d’inondations potentielles pour la côte urbanisée.

Au-delà de l’étude, l’équipe de recherche de l’ASU espère que d’autres membres de la communauté scientifique pourront s’appuyer sur leurs résultats pour mesurer et identifier les risques côtiers plus largement aux États-Unis et dans le monde.