Cette carte montre le changement d'altitude des glaciers du mont Rainier entre 1970 et 2016. Les observations précédentes proviennent des cartes de l'USGS, tandis que les données récentes utilisent la technique d'imagerie stéréo par satellite. Les élévations de la surface des glaciers ont chuté de plus de 40 mètres (130 pieds) à certains endroits. Crédit :David Shean/Université de Washington
Jusque récemment, les glaciers aux États-Unis ont été mesurés de deux manières :en plaçant des piquets dans la neige, comme les scientifiques fédéraux l'ont fait chaque année depuis 1957 à South Cascade Glacier dans l'État de Washington; ou le suivi de la zone des glaciers à l'aide de photographies d'avions et de satellites.
Nous en avons maintenant un troisième, outil beaucoup plus puissant. Alors qu'il était étudiant au doctorat au Département des sciences de la Terre et de l'espace de l'Université de Washington, David Shean a mis au point de nouvelles façons d'utiliser des images satellites haute résolution pour suivre les changements d'altitude des immenses calottes glaciaires de l'Antarctique et du Groenland. Au fil des ans, il s'est demandé :pourquoi ne faisons-nous pas cela pour les glaciers de montagne aux États-Unis, comme celui visible depuis la fenêtre du bureau de son département ?
Il en a maintenant fait une réalité. En 2012, il a d'abord demandé l'heure du satellite pour tourner les yeux numériques sur les glaciers des États-Unis continentaux, et il a depuis collecté suffisamment de données pour analyser la perte de masse du mont Rainier et de presque tous les glaciers des 48 états inférieurs. Il présentera les résultats de ces efforts le 22 octobre lors de la réunion annuelle de la Geological Society of America à Seattle.
« Je suis intéressé par le tableau d'ensemble :quel est l'état de tous les glaciers, et comment cela a-t-il changé au cours des 50 dernières années? Comment cela a-t-il changé au cours des 10 dernières années? Et à ce stade, comment changent-ils chaque année ?", a déclaré Shean, qui est maintenant associé de recherche au laboratoire de physique appliquée de l'UW.
Les cartes fournissent un décompte semestriel d'environ 1, 200 glaciers de montagne dans les 48 états inférieurs, jusqu'à une résolution d'environ 1 pied. La plupart de ces glaciers se trouvent dans l'État de Washington, avec d'autres regroupés dans les montagnes Rocheuses du Montana, Wyoming et Colorado, et dans la Sierra Nevada en Californie.
La série complète de données d'élévation satellite pour le mont Rainier du printemps 2014 à l'été 2017. L'instrument satellitaire peut ou non balayer toute la montagne, et les nuages peuvent bloquer des parties de sa vue. Crédit :David Shean/Université de Washington
Pour créer les cartes, une caméra satellite d'environ la moitié de la taille du télescope spatial Hubble doit prendre deux images d'un glacier sous des angles légèrement différents. Au passage du satellite, se déplaçant à environ 4,6 miles par seconde, il prend des images à quelques minutes d'intervalle. Chaque pixel de l'image couvre 30 à 50 centimètres (environ 1 pied) et une seule image peut faire des dizaines de kilomètres de large.
La technique de Shean utilise un logiciel automatisé qui correspond à des millions de petites fonctionnalités, comme des rochers ou des crevasses, dans les deux images. Il utilise ensuite la différence de perspective pour créer un modèle 3D de la surface.
La première carte de ce type d'un glacier du mont St. Helens a été obtenue en 2012, et le premier pour le mont Rainier en 2014. Le projet n'a cessé de croître depuis pour inclure plus de glaciers chaque année.
Les résultats confirment les mesures des piquets au glacier South Cascade, montrant des pertes importantes au cours des 60 dernières années. Les résultats à Mount Rainier reflètent également les tendances plus larges à la baisse, les glaciers de basse altitude étant particulièrement touchés. Shean estime la perte de glace cumulée d'environ 0,7 kilomètre cube (900 millions de verges cubes) au mont Rainier depuis 1970. Répartis uniformément sur tous les glaciers du mont Rainier, cela équivaut à enlever une couche de glace d'environ 25 pieds (7 à 8 mètres) d'épaisseur.
"Il y a de grands changements qui se sont produits, comme peut en témoigner quiconque a fait de la randonnée sur le mont Rainier au cours des 45 dernières années, " a déclaré Shean. "Pour la première fois, nous sommes en mesure de quantifier très précisément la quantité de neige et de glace perdue."
Les satellites imagent actuellement toutes les zones ombragées à la fin du printemps et à la fin de l'automne. Les glaciers de montagne sont représentés en bleu. Crédit :David Shean/Université de Washington
La perte de glacier à Rainier est conforme aux tendances des glaciers aux États-Unis et dans le monde. Le suivi de l'état de tant de glaciers permettra aux scientifiques d'explorer davantage les tendances des changements au fil du temps, ce qui aidera à identifier les causes, des changements de température et de précipitation à l'angle de pente et à l'élévation.
« La prochaine étape consiste à intégrer nos observations avec des modèles de glacier et de climat et de dire :sur la base de ce que nous savons maintenant, où vont ces systèmes?", A déclaré Shean.
Ces prévisions pourraient être utilisées pour mieux gérer l'approvisionnement en eau et les risques d'inondation.
"Nous voulons savoir ce que font les glaciers et comment leur masse évolue, mais il est important de se rappeler que l'eau de fonte va quelque part. Il finit dans les rivières, il finit dans des réservoirs, il finit en aval dans l'océan. Il existe donc de très réelles applications pour la gestion des ressources en eau, " dit Shean. " Si nous savons combien de neige tombe sur le mont Rainier chaque hiver, et quand et combien de glace fond chaque été, qui peuvent éclairer les décisions des gestionnaires des ressources en eau.
