Le littoral de la Louisiane s'enfonce sous le golfe du Mexique au rythme d'environ un terrain de football toutes les heures (environ 18 miles carrés de terres perdues en un an). Mais dans cette région en perdition, deux deltas fluviaux se développent. La rivière Atchafalaya et son canal de dérivation, Sortie Wax Lake, gagnent environ un terrain de football de nouvelles terres toutes les 11 et 8 heures, respectivement (1,5 et 2 miles carrés par an). L'automne dernier, une équipe du Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, Californie, a montré ce radar, les instruments lidar et spectraux montés sur les avions peuvent être utilisés pour étudier les deltas croissants, collecter des données qui peuvent aider les scientifiques à mieux comprendre comment les zones humides côtières réagiront à l'élévation du niveau de la mer à l'échelle mondiale.

Les bases de la construction du delta sont comprises, mais de nombreuses questions subsistent quant à la manière dont les caractéristiques spécifiques, comme les types de végétation, les marées, courants et la forme du lit de la rivière, affecter la croissance ou la disparition d'un delta. C'est en partie parce qu'il est difficile de faire des recherches dans un marais. "Ces facteurs sont généralement étudiés à l'aide de bateaux et d'instruments qui doivent être transportés à travers des terrains marécageux et difficiles, " a déclaré Christine Rains de JPL, un coordonnateur de vol adjoint pour le programme. "Cette campagne a été conçue pour montrer que les zones humides peuvent également être mesurées par télédétection aéroportée sur une vaste zone."

Les chercheurs du JPL survolent le littoral de la Louisiane au moins une fois par an pour suivre les affaissements (enfoncements) et les changements de digues. Les vols aéroportés les plus récents, cependant, concentré sur les deltas en croissance, en particulier, l'eau courante et la végétation.

Marc Simard de JPL, chercheur principal de la campagne, expliqué que sur un delta, l'eau coule dans tous les sens, y compris en montée. "L'eau coule non seulement par les principaux canaux des rivières mais aussi par les marais, " expliqua-t-il. " Il y a aussi la marée montante, qui repousse l'eau vers le haut. La marée améliore l'écoulement de l'eau des principaux canaux vers les marais."

Quand la marée descend, l'eau s'écoule des marais, transportant des sédiments et du carbone. Les instruments du JPL ont pris des mesures pendant les marées montantes et descendantes pour capturer ces flux. Ils ont également effectué la première mesure complète de la pente de la surface de l'eau et de la topographie du fond des deux rivières, de leur origine au fleuve Mississippi jusqu'à l'océan, informations nécessaires pour comprendre les vitesses d'écoulement des rivières.

Certains types de végétation de marais résistent mieux à l'eau courante que d'autres, comme l'ont documenté les nouvelles mesures. Simard a dit, « Nous avons été vraiment surpris et impressionnés par la façon dont le niveau d'eau change dans les marais. À certains endroits, l'eau change de 10 centimètres [quatre pouces] en une heure ou deux. Chez les autres, ce n'est que de trois ou quatre centimètres [un pouce ou un pouce et demi]. Vous pouvez voir des modèles étonnants dans les mesures de télédétection."

Trois instruments aéroportés JPL, voler sur trois avions, étaient nécessaires pour observer les flux et le mouvement du carbone avec l'eau. L'équipe a mesuré les montées et les chutes d'eau dans les zones de végétation à l'aide de l'instrument radar à ouverture synthétique pour véhicule aérien non habité (UAVSAR). Ils ont mesuré les mêmes changements en eau libre avec le lidar de l'Airborne Snow Observatory (ASO). L'Airborne Visible/Infrared Imaging Spectrometer-Next Generation (AVIRIS-NG) a été utilisé pour estimer les sédiments, concentrations de carbone et d'azote dans l'eau.

Maintenant que l'équipe a démontré que ces instruments aéroportés peuvent effectuer des mesures précises et détaillées dans cet environnement difficile, les chercheurs prévoient d'utiliser les nouvelles données pour améliorer les modèles de la façon dont l'eau s'écoule dans les marais. Les scientifiques utilisent ces modèles pour étudier comment les marais côtiers feront face à l'élévation du niveau de la mer. Avec autant de mesures disponibles comme un contrôle de la réalité, Simard a dit, "Nos modèles devront maintenant rattraper les observations."

L'Atchafalaya, le Mississippi et les conséquences imprévues

Si les humains n'étaient pas intervenus, la rivière Atchafalaya serait désormais le débouché du fleuve Mississippi dans le golfe du Mexique. La rivière a changé de canal de cette façon six ou huit fois au cours des 5 dernières, 000 ans, mais pas depuis l'arrivée des colons européens. Dans les années 1960, l'Atchafalaya avait capturé environ 30 pour cent du flux du Mississippi. Ensuite, les ingénieurs se sont mis au travail. Avec des digues, écluses et autres structures, ils ont préservé le statu quo dans le béton. L'Atchafalaya détourne encore environ 30 pour cent de l'eau du Mississippi, et le reste coule toujours dans le canal historique. L'intervention a sauvé la Nouvelle-Orléans et Baton Rouge d'être bloqués dans un marais géant.

Pour les deux rivières, la nouvelle construction a eu des effets complètement différents. La limitation du volume de l'Atchafalaya l'a conservé ainsi que son canal de dérivation, Sortie Wax Lake, coule plus lentement. Dans ces rivières paresseuses, les sédiments peuvent se déposer et les plantes des marais peuvent prendre racine, formant de nouvelles zones humides. Sur le Mississippi, les digues piègent les sédiments, limitant le matériau pour le nouveau sol en aval. Les digues accélèrent également la vitesse d'écoulement de la rivière afin que les sédiments restants soient projetés de l'embouchure de la rivière dans les profondeurs océaniques. Le Mississippi a perdu sa capacité à créer des zones humides naturellement.